OncohematologyOncohematologyОнкогематология1818-83462413-4023Publishing House ABV Press33310.17650/1818-8346-2019-14-1-31-39INFECTION PROBLEMS IN ONCOHEMATOLOGYПРОБЛЕМЫ ИНФЕКЦИЙ В ОНКОГЕМАТОЛОГИИMolecular characterization of extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli collected from patients with hematological malignancies during chemotherapy cyclesМолекулярно-генетические характеристики Escherichia coli с продукцией β-лактамаз расширенного спектра, выделенных от больных гемобластозами при цитостатической терапииhttps://orcid.org/0000-0002-6268-5282KorobovaA. G.КоробоваA. Г.
Russian Federation
amalofeeva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1127-3333KhrulnovaS. A.ХрульноваС. A.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-3414-9316TandilovaK. S.ТандиловаК. С.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-5339-2675NovikovaA. A.НовиковаA. A.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-5973-5763KlyasovaG. A.КлясоваГ. A.
Russian Federation
National Research Center for Hematology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр гематологии» Минздрава России4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4ru10042019201914131391004201910042019Received:10042019Accepted:10042019Published:10042019https://oncohematology.abvpress.ru/ongm/article/view/333

Objective: to evaluate the genetic relatedness of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) producing Escherichia coli isolated from the gut in patients with acute myeloid leukemia and lymphoma at admission and during chemotherapy cycles. Materials and methods. The prospective study (2013–2014) included 73 patients (median age 39 years) with acute myeloid leukemia (n = 25) and lymphoma (n = 48). The follow-up period lasted for 96 days. ESBL-producing E. coli isolated from the gut were included in this study. ESBL-production was confirmed by phenotypic tests, blaCTX-M and blaTEM genes were detected by polymerase chain reaction, and genotyping was performed by ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus) polymerase chain reaction. Results. ESBL-producing E. coli were detected in 39 (53 %) of 73 patients: of them 12 (16 %) patients were colonized at admission and 27 (37 %) patients – during chemotherapy cycles. Gene blaCTX-M was detected in 67 % of E. coli, blaTEM – in 41 %, both genes – in 26 %. There was no genetically related ESBL-producing E. coli among 12 isolates detected at admission. Genetic relatedness was detected in 16 (59 %) of 27 isolates obtained during a hospital stay. Genetically related ESBL-producing E. coli were isolated from patients hospitalized in the same and different departments, these isolates were characterized by the presence of both identical and various determinants of resistance. Conclusion. Our data demonstrated the possibility of patient-to-patient transmission of ESBL-producing E. coli isolated from the gut during a hospital stay.

Цель исследования – изучить генетическое родство изолятов Escherichia coli с продукцией β-лактамаз расширенного спектра (БЛРС), выделенных со слизистой оболочки кишечника от больных острыми миелоидными лейкозами и лимфомами при первом поступлении в стационар и в процессе цитостатической терапии. Материалы и методы. В проспективное исследование (2013–2014 гг.) были включены 73 больных (медиана возраста 39 лет), из них 25 больных острыми миелоидными лейкозами и 48 больных лимфомами. Период наблюдения составил 96 дней. Материалом исследования были изоляты E. coli с продукцией БЛРС, выделенные со слизистой оболочки прямой кишки. Детекцию БЛРС проводили фенотипическими методами, генов blaCTX-Mи blaTEM – методом полимеразной цепной реакции, генотипирование – методом ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus) полимеразной цепной реакции. Результаты. Изоляты E. coli с продукцией БЛРС были выделены у 39 (53 %) из 73 больных, из них у 12 (16 %) – при первом поступлении, у 27 (37 %) – в период цитостатической терапии. Гены blaCTX-Mбыли определены у 67 % изолятов E. coli, blaTEM – у 41 %, оба гена – у 26 %. Среди 12 БЛРС-положительных E. coli, выделенных при первом поступлении в стационар, не было выявлено генетически родственных изолятов. У 16 (59 %) из 27 изолятов, полученных в процессе пребывания в стационаре, отмечено наличие генетического родства. Генетически родственные изоляты были выделены от больных, находившихся на лечении не только в одном, но и в разных отделениях, и характеризовались наличием как идентичных, так и разных детерминант устойчивости. Заключение. Исследование доказало возможность передачи изолятов E. coli с продукцией БЛРС, колонизирующих слизистую оболочку кишечника, от одного больного к другому в период их пребывания в стационаре.

extended spectrum β-lactamasesEscherichia coligenotypingcolonization of guthematological malignanciesβ-лактамазы расширенного спектраEscherichia coliгенотипированиеколонизация слизистой оболочки кишечникагемобластозы1. Клясова Г.А., Охмат В.А. Антимикробная терапия. В кн.: Алгоритмы диагностики и протоколы лечения заболеваний системы крови. Под ред. В.Г. Савченко. М.: Практика, 2018. С. 1067–1113. [Klyasova G.А., Okhmat V.А. Antimicrobial therapy. In: Algorithms of diagnosing and treatment protocols of blood system diseases. Ed.V. G. Savchenko. Moscow: Praktika, 2018. Pр. 1069–1113. (In Russ.)].Клясова Г.А., Охмат В.А. Антимикробная терапия. В кн.: Алгоритмы диагностики и протоколы лечения заболеваний системы крови. Под ред. В.Г. Савченко. М.: Практика, 2018. С. 1067–1113. [Klyasova G.А., Okhmat V.А. Antimicrobial therapy. In: Algorithms of diagnosing and treatment protocols of blood system diseases. Ed.V. G. Savchenko. Moscow: Praktika, 2018. Pр. 1069–1113. (In Russ.)].2. Biehl L.M., Schmidt-Hieber M., Liss B. et al. Colonization and infection with extended spectrum beta-lactamase producing Enterobacteriaceae in high-risk patients – Review of the literature from a clinical perspective. Crit Rev Microbiol 2016;42(1):1–16. DOI: 10.3109/1040841X. 2013.875515. PMID: 24495097.Biehl L.M., Schmidt-Hieber M., Liss B. et al. Colonization and infection with extended spectrum beta-lactamase producing Enterobacteriaceae in high-risk patients – Review of the literature from a clinical perspective. Crit Rev Microbiol 2016;42(1):1–16. DOI: 10.3109/1040841X. 2013.875515. PMID: 24495097.3. Охмат В.А., Клясова Г.А., Коробова А.Г. и др. Следует ли назначать карбапенемы всем больным с фебрильной нейтропенией и колонизацией энтеробактериями с продукцией β-лактамаз расширенного спектра? Онкогематология 2016;11(3):49–57. DOI: 10.17650/1818-8346-2016-11-3-49-57. [Okhmat V.A., Klyasova G.A., Korobova A.G. et al. Should to all patients with febrile neutropenia and colonization with extended-spectrum β-lactamaseproducing Enterobacteriaceae carbapenems be appointed? Onkogematologiya = Oncohematology 2016;11(3):49–57. (In Russ.)].Охмат В.А., Клясова Г.А., Коробова А.Г. и др. Следует ли назначать карбапенемы всем больным с фебрильной нейтропенией и колонизацией энтеробактериями с продукцией β-лактамаз расширенного спектра? Онкогематология 2016;11(3):49–57. DOI: 10.17650/1818-8346-2016-11-3-49-57. [Okhmat V.A., Klyasova G.A., Korobova A.G. et al. Should to all patients with febrile neutropenia and colonization with extended-spectrum β-lactamaseproducing Enterobacteriaceae carbapenems be appointed? Onkogematologiya = Oncohematology 2016;11(3):49–57. (In Russ.)].4. Коробова А.Г., Клясова Г.А., Охмат В.А. и др. Колонизация слизистой оболочки кишечника энтеробактериями с продукцией β-лактамаз расширенного спектра при лечении острых миелоидных лейкозов и лимфом. Гематология и трансфузиология 2017;62(3):116–23. DOI: 10.18821/0234-5730-2017-62-3- 116-123. [Korobova A.G., Klyasova G.A., Okhmat V.A. et al. Intestinal colonization with extendedspectrum β-lactamase producing Enterobacteriaceae in patients with acute myeloid leukaemia and lymphoma. Gematologiya i transfusiologiya = Hematology and Transfusiology 2017;62(3):116–23. (In Russ.)].Коробова А.Г., Клясова Г.А., Охмат В.А. и др. Колонизация слизистой оболочки кишечника энтеробактериями с продукцией β-лактамаз расширенного спектра при лечении острых миелоидных лейкозов и лимфом. Гематология и трансфузиология 2017;62(3):116–23. DOI: 10.18821/0234-5730-2017-62-3- 116-123. [Korobova A.G., Klyasova G.A., Okhmat V.A. et al. Intestinal colonization with extendedspectrum β-lactamase producing Enterobacteriaceae in patients with acute myeloid leukaemia and lymphoma. Gematologiya i transfusiologiya = Hematology and Transfusiology 2017;62(3):116–23. (In Russ.)].5. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.21890–04). Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2004;6:306–59. [Guidelines for Susceptibility testing of microorganisms to antibacterial agents. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy 2004;6:306–59. (In Russ.)].Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.21890–04). Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2004;6:306–59. [Guidelines for Susceptibility testing of microorganisms to antibacterial agents. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy 2004;6:306–59. (In Russ.)].6. Versalovic J., Koeuth T., Lupski J.R. Distribution of repetitive DNA sequences in eubacteria and application to fingerprinting of bacterial genomes. Nucleic Acids Res 1991;19(24):6823–31. PMID: 1762913.Versalovic J., Koeuth T., Lupski J.R. Distribution of repetitive DNA sequences in eubacteria and application to fingerprinting of bacterial genomes. Nucleic Acids Res 1991;19(24):6823–31. PMID: 1762913.7. Heras J., Domínguez C., Mata E. et al. GelJ – a tool for analyzing DNA fingerprint gel images. BMC Bioinformatics 2015;16:270. DOI: 10.1186/s12859-015-0703-0. PMID: 26307353.Heras J., Domínguez C., Mata E. et al. GelJ – a tool for analyzing DNA fingerprint gel images. BMC Bioinformatics 2015;16:270. DOI: 10.1186/s12859-015-0703-0. PMID: 26307353.8. Hunter P.R., Gaston M.A. Numerical index of the discriminatory ability of typing systems: an application of Simpson’s index of diversity. J Clin Microbiol 1988;26(11):2465–6. PMID: 3069867.Hunter P.R., Gaston M.A. Numerical index of the discriminatory ability of typing systems: an application of Simpson’s index of diversity. J Clin Microbiol 1988;26(11):2465–6. PMID: 3069867.9. Программное лечение заболеваний системы крови: Сборник алгоритмов диагностики и протоколов лечения заболеваний системы крови. Под ред. В.Г. Савченко. М.: Практика, 2012. 1056 с. [Program treatment of blood system diseases. Collection of diagnostic algorithms and treatment protocols of blood system diseases. Ed.V. G. Savchenko. Moscow: Praktika, 2012. 1056 p. (In Russ.)].Программное лечение заболеваний системы крови: Сборник алгоритмов диагностики и протоколов лечения заболеваний системы крови. Под ред. В.Г. Савченко. М.: Практика, 2012. 1056 с. [Program treatment of blood system diseases. Collection of diagnostic algorithms and treatment protocols of blood system diseases. Ed.V. G. Savchenko. Moscow: Praktika, 2012. 1056 p. (In Russ.)].10. Calatayud L., Arnan M., Liñares J. et al. Prospective study of fecal colonization by extended-spectrum-beta-lactamaseproducing Escherichia coli in neutropenic patients with cancer. Antimicrob Agents Chemother 2008;52(11):4187–90. DOI: 10.1128/AAC. 00367–08. PMID: 18809942.Calatayud L., Arnan M., Liñares J. et al. Prospective study of fecal colonization by extended-spectrum-beta-lactamaseproducing Escherichia coli in neutropenic patients with cancer. Antimicrob Agents Chemother 2008;52(11):4187–90. DOI: 10.1128/AAC. 00367–08. PMID: 18809942.11. Прямчук С.Д., Фурсова Н.К., Абаев И.В. и др. Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobacter spp., выделенных в России в 2003–2007 гг. Антибиотики и химиотерапия 2010;55(9–10):3–10. [Pryamchuk S.D., Fursova N.K., Abaev I.V. et al. Genetic determinants of antibacterial resistance among nosocomial Escherichia coli, Klebsiella spp., and Enterobacter spp. Isolates collected in Russia within 2003–2007. Antibiotiki i chimiotherapiya = Antibiotics and Chemotherapy 2010;55(9–10):3–10. (In Russ.)].Прямчук С.Д., Фурсова Н.К., Абаев И.В. и др. Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobacter spp., выделенных в России в 2003–2007 гг. Антибиотики и химиотерапия 2010;55(9–10):3–10. [Pryamchuk S.D., Fursova N.K., Abaev I.V. et al. Genetic determinants of antibacterial resistance among nosocomial Escherichia coli, Klebsiella spp., and Enterobacter spp. Isolates collected in Russia within 2003–2007. Antibiotiki i chimiotherapiya = Antibiotics and Chemotherapy 2010;55(9–10):3–10. (In Russ.)].12. Bevan E.R., Jones A.M., Hawkey P.M. Global epidemiology of CTX-M β-lactamases: temporal and geographical shifts in genotype. J Antimicrob Chemother 2017;72(8):2145–55. DOI: 10.1093/jac/dkx146. PMID: 28541467.Bevan E.R., Jones A.M., Hawkey P.M. Global epidemiology of CTX-M β-lactamases: temporal and geographical shifts in genotype. J Antimicrob Chemother 2017;72(8):2145–55. DOI: 10.1093/jac/dkx146. PMID: 28541467.13. Titelman E., Hasan C.M., Iversen A. et al. Faecal carriage of extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae is common 12 months after infection and is related to strain factor. Clinical Microbiol Infect 2014;20(8):O508–15. DOI: 10.1111/1469-0691.12559. PMID: 24450760.Titelman E., Hasan C.M., Iversen A. et al. Faecal carriage of extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae is common 12 months after infection and is related to strain factor. Clinical Microbiol Infect 2014;20(8):O508–15. DOI: 10.1111/1469-0691.12559. PMID: 24450760.14. Tschudin-Sutter S., Frei R., Dangel M. et al. Rate of transmission of extendedspectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae without contact isolation. Clin Infect Dis 2012;55(11): 1505–11. DOI: 10.1093/cid/cis770. PMID: 22955436.Tschudin-Sutter S., Frei R., Dangel M. et al. Rate of transmission of extendedspectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae without contact isolation. Clin Infect Dis 2012;55(11): 1505–11. DOI: 10.1093/cid/cis770. PMID: 22955436.15. Apisarnthanarak A., Kiratisin P., Mundy L.M. Clinical and molecular epidemiology of healthcare-associated infections due to extended-spectrum betalactamase (ESBL) – producing strains of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae that harbor multiple ESBL genes. Infect Control Hosp Epidemiol 2008;29(11):1026–34. DOI: 10.1086/591864. PMID: 18947321.Apisarnthanarak A., Kiratisin P., Mundy L.M. Clinical and molecular epidemiology of healthcare-associated infections due to extended-spectrum betalactamase (ESBL) – producing strains of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae that harbor multiple ESBL genes. Infect Control Hosp Epidemiol 2008;29(11):1026–34. DOI: 10.1086/591864. PMID: 18947321.16. Tacconelli E., Cataldo M.A., Dancer S.J. et al. ESCMID guidelines for the management of the infection control measures to reduce transmission of multidrug-resistant Gram-negative bacteria in hospitalized patients. Clin Microbiol Infect 2014;20(Suppl. 1):1–55. DOI: 10.1111/1469–0691.12427. PMID: 24329732.Tacconelli E., Cataldo M.A., Dancer S.J. et al. ESCMID guidelines for the management of the infection control measures to reduce transmission of multidrug-resistant Gram-negative bacteria in hospitalized patients. Clin Microbiol Infect 2014;20(Suppl. 1):1–55. DOI: 10.1111/1469–0691.12427. PMID: 24329732.17. Zahar J.R., Poirel L., Dupont C. et al. About the usefulness of contact precautions for carriers of extended spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli. BMC Infect Dis 2015;15:512. DOI: 10.1186/s12879-015-1244-x. PMID: 26563141.Zahar J.R., Poirel L., Dupont C. et al. About the usefulness of contact precautions for carriers of extended spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli. BMC Infect Dis 2015;15:512. DOI: 10.1186/s12879-015-1244-x. PMID: 26563141.18. Jarlier V., Trystram D., Brun-Buisson C. et al. Curbing methicillin-resistant Staphylococcus aureus in 38 French hospitals through a 15-year institutional control program. Arch Intern Med 2010;170(6):552–9. DOI: 10.1001/archinternmed.2010.32. PMID: 20308642.Jarlier V., Trystram D., Brun-Buisson C. et al. Curbing methicillin-resistant Staphylococcus aureus in 38 French hospitals through a 15-year institutional control program. Arch Intern Med 2010;170(6):552–9. DOI: 10.1001/archinternmed.2010.32. PMID: 20308642.19. Aumeran C., Baud O., Lesens O. et al. Successful control of a hospital-wide vancomycin-resistant Enterococcus faecium outbreak in France. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2008;27(11):1061–4. DOI: 10.1007/s10096-008-0544-0. PMID: 18612668.Aumeran C., Baud O., Lesens O. et al. Successful control of a hospital-wide vancomycin-resistant Enterococcus faecium outbreak in France. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2008;27(11):1061–4. DOI: 10.1007/s10096-008-0544-0. PMID: 18612668.20. Gaillot O., Maruéjouls C., Abachin É. et al. Nosocomial outbreak of Klebsiella pneumoniae producing SHV-5 extendedspectrum β-lactamase, originating from a contaminated ultrasonography coupling gel. J Clin Microbiol 1998;36(95):1357–60. PMID: 9574705.Gaillot O., Maruéjouls C., Abachin É. et al. Nosocomial outbreak of Klebsiella pneumoniae producing SHV-5 extendedspectrum β-lactamase, originating from a contaminated ultrasonography coupling gel. J Clin Microbiol 1998;36(95):1357–60. PMID: 9574705.