Macrolide Resistance and Its Molecular Genetic Mechanisms in Streptococcus pyogenes Isolated from Children

The frequency and mechanisms of resistance to macrolides in Streptococcus pyogenes isolated within 3 periods: 2011-2012 (246 strains), 2013-2014 (273 strains) and from January to November of 2015 (120 strains) were studied. The strains of S.pyogenes (639) were isolated from 17107 nasopharyngeal, vaginal and middle ear discharge smears of children on their visits to physiciants or hospitalization at somatic hospital departments. The susceptibility was tested by the disk diffusion method and E-test strips. Identification of the mechanisms of resistance to macrolides and lincosamides included phenotypic and molecular genetic methods. PCR was used to determine ermB and mef genes in 23 erythromycin resistant isolates. As compared to 2011-2012, resistance of S.pyogenes to macrolides increased from 5 to 16% in 2015 and that to clindamycin from 2 to 10%. Among 23 erythromycin resistant strains 6 (26.1%) belonged to the M phenotype, 3 (13.0%) belonged to the iMLS_b phenotype and 14 (60.9%) belonged to the сMLS_b phenotype. The results of detecting the macrolide resistance genes in S.pyogenes showed that only 26.1% of the isolates expressed the mefA gene. The predominant share (65.2%) of the erythromycin resistant isolates possesed the ermB gene as a determinant and in 4.3% of the isolates the ermB gene was associatied with the mef gene. No resistance genes were detected 1 isolate. Therefore, the main mechanism that determined resistance of S.pyogenes to macrolides was methylation of ribosomes mediated by the ermB gene.

Streptococcus pyogenes, mef и ermB, children, Streptococcus pyogenes, macrolides, mef, ermB resistance genes

1. Маянский А.Н. Стрептококки: микробиология и патология. Вопросы диагностики в педиатрии 2010; 1: 9-19-13

2. Белов Б.С. А-стрептококковая инфекция глотки в практике интерниста. Вестник оториноларингологии 2013; 3: 39-43

3. Bidet P., Plainvert C., Doit C., Mariani-Kurkdjian P., Bonacorsi S., Lepoutre A. et al. Infections a Streptococcus pyogenes ou streptocoque du groupe A chez l'enfant: donnees du Centre national de reference (CNR). Archives de pediatrie 2010; 17: 201-208

4. Маянский Н.А., Алябьева Н.М., Иваненко А.М., Пономаренко О.А., Катосова Л.К., Лазарева А.В. и др. Бактериальная этиология острого среднего отита у детей до 5 лет: роль Streptococcus pneuмoniаe. Вопросы диагностики в педиатрии 2013; 5: 3: 5-13

5. Катосова Л.К., Очкасов А.В., Богомильский М.Р. Этиология и рациональная терапия тяжелых форм острых средних гнойных отитов у детей. Антибиотики и химиотер 2006; 2: 23-29

6. Пономаренко Л.А., Новак В.Л., Калакуцкая А.Н., Лазарева А.В., Крыжановская О.А., Батырова З.К., Катосова Л.К. Частота носительства Streptococcus pyogenes и его возрастающая роль в инфекционно-воспалительных процессах у детей. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 12: 2: Приложение 1: 42

7. Praveen S., Prema A. Prevalence of streptococcal pharyngitis in pediatrics. Int Journal of Pharma and Bio Sciences 2014; 5: 3: 1017-1021.

8. Cohen R., Aujard Y., Bidet P., Bourrillon A., Bingen E., Foucaud P. et al. Le streptocoque du groupe A. Un pathogene majeur pour la prochaine decennie? Streptococcus pyogenes an emerging pathogen. Archives de pediatrie 2005; 12: 1065-1067.

9. Kaplan E.L., Chhatwal G.S., Rohde M. Reduced ability of penicillin to eradicate ingested group A streptococci from epithelial cells: dinical and pathogenetic implications. Clin Infect Dis 2006; 43: 11: 1398-1406.

10. Seppala H., Skurnik M., Soini H., Roberts M.C., Huovinen P. A novel erythromycin resistance methylase gene (ermTR) in Streptococcus pyogenes. Antimicrob Agents Chemother 1998; 42: 257-262.

11. Sutcliffe J., Grebe T., Tait-Kamradt A., Wondrack L. Detection of erythromycin-resistant determinants by PCR. Antimicrob Agents Chemother 1996; 40: 11: 2562-2566.

12. Bemer-Melchior P., Juvin M.E., Tassin S., Bryskier A., Schito G.C., Drugeon H-B. In vitro activity of new ketolide telithromycin compared with that of macrolides against Streptococcus pyogenes: influences of resistance mechanisms and methodological factors. Antimicrob Agents Chemother 2000; 44: 11: 2999-3002.

13. EUCAST: European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing, version 4, valid from 2014-01-01. 28-32.

14. Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. МУК 4.2. 1890 04.

15. Comite de L'Antibiogramme de la Societe Francaise de Microbiologie. Recommandations 2012. Concentrations, diametres critiques et regles de lecture interpretative (Tableau XIX).

16. Шпынев К.В., Кречикова О.И., Кречиков В.А., Козлов Р.С. Streptococcus pyogenes: характеристика микроорганизма, выделение, идентификация и определение чувствительности к антибактериальным препаратам. Клин микробиол антимикроб химиотер 2007; 9: 2: 104-120.

17. Reinert R.R., Filimonova O.Y., Al-Lahham A., Grudinina S.A., Ilina E.N., Weigel I.M., Sidorenko S.V. Mechanisms of macrolide resistance among Streptococcus pneumoniae isolates from Russia. Antimicrob Agents Chemother 2008; 6: 52: 2260-2262.

18. Плохинский Н.А. Биометрия. М.: 1970; 367.

19. Козлов Р.С., Сивая О.И., Шпынев К.В., Агапова Е.Д., Розанова С.М., Гугуцидзе Е.Н. и др. Антибиотикорезистентность Streptococcus pyogenes в России: результаты многоцентрового проспективного исследования Пе-ГАС-1. Клин микробиол антимикроб химиотер 2005; 7: 2: 154-166

20. Азовская О.В., Иватик H.В., Дехнич А.В., Кречикова О.И., Козлов Р.С., исследовательская группа «ПеГАС». Динамика антибиотико-резистентности респираторных штаммов Streptococcus pyogenes в России за период 1999-2009 гг. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 14: 4: 309-321

21. Сидоренко С.В., Грудинина С.А., Филимонова О.Ю., Столярова Л.Г., Савинова Т.А. Резистентность к макролидам и линкозамидам среди Streptococcus pneumoniae и Streptococcus pyogenes в Российской Федерации. Клиническая фармакол тер 2008; 17: 2: 1-5

22. Брико Н.И., Дмитриева Н.Ф., Клейменов Д.А., Липатов К.В., Глушкова Е.В., Котин В.В. Чувствительность к антибиотикам стрептококков группы А различных генотипов, выделенных от больных инвазивными и неинвазивными инфекциями мягких тканей. Клин микробиол антимикроб химиотер 2015; 17: 2: 154-166

23. Farmand S., Henneke P., Hufnagel M., Berner R. Significant decline in the erythromycin resistance of group A streptococcus isolates at a German paediatric tertiary care centre. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2012; 31: 707-710.

24. d'Humieres C., Cohen R., Levy C., Bidet Ph., Thollot F. et al. Decline in macrolide-resistant Streptococcus pyogenes isolates from French children. Int J Med Microbiol 2012; 302: 300-303.

25. Стецюк О.У., Андреева И.В. О селекции устойчивости к макролидам. Клин микробиол антимикроб химиотер 2010; 12: 3: 255-259.

26. Fujita K., Murono K., Yoshikawa V., Murai T. Decline of erythromycin resistance of group A streptococci in Japan. Pediatr Infect Dis 1994; 13: 1075-1078.

27. Seppala H, Nissinen A., Jarvinen H, Huovinen S. et al. Resistance to erythromycin in group A streptococci. New Engl J Med 1992; 326: 292-297.

28. Malhotra-Kumar S., Lammens Ch., Herck Van K., Goossens H. Effect of azithromycin and clarithromycin in therapy of pharyngeal carriage of macrolide-resistant streptococci in healthy volunteers: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Lancet 2007; 369: February 10: 482-490.

29. Goossens H. Antibiotic consumption and link to resistance. Clin Microbiol Infect 2009; 15: Suppl 3: 12-15.

30. Thornsberry C., Brown N.P., Draghi D.C. et al. Antimicrobial activity against multidrug-resistant S.pneumoniae isolated in United States, 2001-2005. Postgrag Med 2008; 120: Suppl 3: 32-38.

31. Guchev I.A., Yu V.L., Sinopalnikov A., Klochkov O.I., Kozlov R.S., Stratchounski L.S. Management of nonsevere pneumonia in military trainees with the urinary antigen test for Streptococcus pneumoniae: an innovative approach to targeted therapy. Clin Infect Dis 2005; 40: 11: 1608-1616.