شناسایی مولکولی ژن‌های بتالاکتاماز Ctx-M و Shv در ایزوله های بالینی اشرشیا کلی در شهر اصفهان

زمینه و هدف: مقاومت ضدمیکروبی به عنوان یک مشکل جهانی باعث ایجاد تهدیدهای سلامتی می شود. اشرشیاکلی یکی از مهم‌ترین باکتری ها است که باعث ایجاد مشکلات مقاومت می گردد. هدف از این پژوهش تعیین و شناسایی مولکولی ژن های بتالاکتاماز ctx-m و shv در ایزوله های بالینی اشرشیا کلی در شهر اصفهان بود. روش بررسی: در این مطالعه مقطعی توصیقی که در سال 1398 انجام شد، 100 نمونه از سویه های اشرشیا کلی جدا شده از نمونه های بالینی از بیمارستان ها و مراکز غیر بیمارستانی شهر اصفهان تهیه شدند. شناسایی و تایید سویه های اشرشیاکلی با استفاده از آزمون های استاندارد بیوشیمیایی انجام گرفت. مقاومت سویه ها نسبت به آنتی‌‌بیوتیک های رایج با روش دیسک دیفیوژن بر اساس دستورالعمل clsi ارزیابی گردید. برای انجام تست تایید فنوتیپی سویه های تولید کننده آنزیم بتالاکتاماز وسیع الطیف، از روش دیسک ترکیبی بر اساس دستورالعمل clsi استفاده شد. تست pcr با پرایمرهای اختصاصی جهت بررسی حضور ژن های کد کننده shv و ctx-m انجام گرفت. داده‌های جمع‌آوری شده با استفاده از آزمون های آماری بر اساس تحلیل واریانس یک طرفه و تی‌مستقل تجزیه و تحلیل شدند.یافته ها: از مجموع نمونه های مورد بررسی بیشترین مقاومت آنتی‌بیوتیکی مربوط به سفوتاکسیم(45 درصد) و کمترین مقاومت آنتی‌بیوتیکی مربوط به سفیپیم(39 درصد) گزارش شد. نتایج تست غربالگری اولیه نشان داد که از میان 100 اشرشیاکلی تایید شده با تست های افتراقی، 38 مورد(38 درصد) نسبت به نماینده های سفالوسپورینی مقاوم و احتمالاً تولید کننده بتالاکتاماز وسیع‌الطیف بودند. از میان این نمونه ها پس از انجام تست تاییدی دیسک های ترکیبی 33 نمونه(86/8 درصد)، تولید کننده بتالاکتاماز وسیع‌الطیف شناسایی شدند که 69/7 درصد(23 سویه) آن ها واجد هر دو ژن کد کننده ctx-m و shv ، 15/2 درصد(5 سویه) واجد ژن کد کننده ctx-m و 12/1 درصد(4 سویه) واجد ژن کد کننده shv بودند. در یک نمونه(3 درصد) هیچ یک از ژن های کد کننده ctx-m و shv وجود نداشت.نتیجه‌گیری: با توجه به آزمایش های انجام شده و تحلیل های آماری صورت گرفته بر روی جدایه های بیمارستانی و غیر بیمارستانی چنین نتیجه‌گیری شد که ژن های کد کننده بتالاکتاماز در اشرشیاکلی shv و ctx-m افزایش چشمگیری داشته است و بین فراوانی ژن‌های شناسایی شده کد کننده shv و ctx-mدر نمونه های بیمارستانی و غیر بیمارستانی رابطه معنی‌داری وجود داشت، به طوری که فراوانی اشرشیاکلی تولید کننده بتالاکتاز shv و ctx-m در نمونه های بیمارستانی بیشتر از نمونه های غیر بیمارستانی بود، اما رابطه معنی‌داری بین ژن های شناسایی شده و نوع جدایه های جمع‌آوری شده وجود نداشت.

Molecular Identification of CTX-M and SHV Betalactamase Genes in Escherichia Coli Clinical Isolates in Isfahan

1.Maeyama Y, Taniguchi Y, Hayashi W, Ohsaki Y, Osaka S, Koide S, et al. Prevalence of ESBL/AmpC genes and specific clones among the thirdgeneration cephalosporinresistant Enterobacteriaceae from canine and feline clinical specimens in Japan. Vet Microbiol 2018; 216: 1839.2.DoradoGarc iacute;a A, Smid JH, Van Pelt W, Bonten MJ, Fluit AC, van den Bunt G, et al. Molecular relatedness of ESBL/AmpCproducing Escherichia coli from humans, animals, food and the environment: a pooled analysis. J Antimicrob Chemother 2018; 73(2): 33947. 3.Goudarzi G, Baharvand Ahmadi1 A. The occurrence of TEM gene among the extendedspectrum beta;lactamases (ESBLs) producing uropathogenic Escherichia coli strains, isolated from Khorramabad city in 2013. Pajoohande 2015; 20(1): 337.4.Malik T, Naim A. Occurrence of ESBLs in Clinical isolates of klebsiella species and comparative analysis of phenotypic detection methods. AntiInfect Agents 2020; 18(3): 25560.5.Gundran RS, Cardenio PA, Villanueva MA, Sison FB, Benigno CC, Kreausukon K, et.al. Prevalence and distribution of bla CTXM, bla SHV, bla TEM genes in extendedspectrum beta;Lactamaseproducing E. coli isolates from broiler farms in the Philippines. BMC Vet Res 2019; 15(1): 18.6.Pathak A, Marothi Y, Kekre V, Mahadik K, Macaden R, Lundborg CS. High prevalence of extendedspectrum beta;lactamaseproducing pathogens: results of a surveillance study in two hospitals in Ujjain, India. Infect Drug Resist 2012; 5: 65. 7.Mattila S, Ruotsalainen P, Ojala V, Tuononen T, Hiltunen T, Jalasvuori M. Conjugative ESBL plasmids differ in their potential to rescue susceptible bacteria via horizontal gene transfer in lethal antibiotic concentrations. The Journal of antibiotics 2017; 70(6): 8058.8.Mirzaee M, Eftekhari R, Taghizadeh N, Mehrabi M R. Relationship between presence of genes encoding ESBLs and antimicrobial susceptibility pattern in Escherichia coli clinical isolates. Iran J Med Microbiol 2016; 10(1): 815.9.Yazdi M, Nazemi A, Mir Inargasi M, Khataminejad M.R, Sharifi S, Babai Kochkaksaraei M. Prevalence of SHV/CTXM/TEM (ESBL) BetaLactamase resistance genes in Escherichia coli isolated from urinary tract infections in tehran, iran. Med Lab J 2010; 4(1): 4854. 10.Liao K, Chen Y, Wang M, Guo P, Yang Q, Ni Y, et al. Molecular characteristics of extendedspectrum beta;lactamaseproducing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae causing intraabdominal infections from 9 tertiary hospitals in China. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2017; 87(1): 458.11.Robin F, AggouneKhinache N, Delmas J, Naim M, Bonnet R. Novel VIM metallo beta;lactamase variant from clinical isolates of Enterobacteriaceae from Algeria. Antimicrob Agents Chemother 2010; 54(1): 46670. 12.Livermore DM, Hawkey PM. CTXM: changing the face of ESBLs in the UK. J Antimicrob Chemother 2005; 56(3): 4514.13.Moosavi SS, Davari K, Amini S. Prevalence of (CTXM2) beta lactamase gene in E.coli isolated from patients with urinary tract infections (UTI) in Sanandaj, Iran. SJKU 2016; 20(6): 10715.14.Mashaiekhi S, kheirkhah B, amini K. Molecular study of virulence genes SHV and TEM in antibiotic resistant Escherichia coli strains isolated from Urethral specimens of city of Jiroft. RJMS 2018; 25(1): 7582.15.Sarvazad H, Darbouy M. Correlation of antibiotic resistance with shv, ctxm and tem extendedspectrum beta lactamases genes among klebsiella pneumoniae isolates from patients in kermanshah hospitals. J Ardabil Univ Med Sci 2017; 17(3): 35362.16.Shabanpishe S, Rezaeian A. The prevalence and frequency of TEM and SHV betalactamase resistance genes and CTXM in Enterobacteriaceae isolated from clinical samples in the laboratory kahooresten . NCMBJ 2018; 8(30): 916.17.Fazeli H, Hoseini MM, Mohammadi Ghalaei P. Frequency and resistance pattern of extended spectrum beta lactamase producing Escherichia coli in clinical specimen of Alzahra hospital in Isfahan, Iran, 2007. J Shahrekord Univ Med Sci 2009; 10(4): 5864.18.Griebling TL. Urologic diseases in America project: trends in resource use for urinary tract infections in women. J Urol 2005; 173(4): 12817.19.Ejrn aelig;s K. Bacterial characteristics of importance for recurrent urinary tract infections caused by Escherichia coli. Dan Med Bull 2011; 58(4): B4187. Armaghanedanesh, Yasuj University of Original Article Molecular Identification of CTXM and SHV Betalactamase Genes in Escherichia Coli Clinical Isolates in Isfahan Moradi A, Ghiasian M*, Ghandehari F 1Department of Microbiology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran Received: 25 Dec 2021 Accepted: 04 Jul 2022 AbstractBackground aim: Antimicrobial resistance is a worldwide problem causing health threats. Escherichia coli is one of the most important bacteria that causes resistance problems. The aim of the present study was to evaluate the frequency of Escherichia coli, a extended spectrum betalactamase producing CTXM and SHV, in hospital and nonhospital clinical specimens in Isfahan. Methods: In the present crosssectional descriptive study conducted in 2019, 100 samples of hospital and nonhospital of Escherichia coli strains were collected and confirmatory biochemical tests were performed to identify these strains. Resistance of strains to common antibiotics was assessed by disk diffusion method according to CLSI instructions. To perform phenotypic confirmation test of extended spectrum betalactamase producing strains, the combined disk method based on CLSI instructions was used. PCR was performed with specific primers to examined of encoding genes presence of SHV and CTXM. The collected data were analyzed using statistical tests based on oneway analysis of variance and independent ttest. Results: From the studied samples, the highest antibiotic resistance was related to cefotaxime (45%) and the least antibiotic resistance was related to cefepime (39%). The results of the initial screening test showed that out of 100 Escherichia coli approved by differential tests, 38 (38%) were resistant to cephalosporin representatives and possibly produced extendedspectrum betalactamase. Among these samples, 33 (86.8%) after Combined disk method were confirmed as extended spectrum beta -lactamases (ESBL) producing, of which 69.7% (23 strains) had both genes encoding CTX M and SHV had 15.2% (5 strains) of the gene encoding CTXM and 12.1% (4 strains) had the gene encoding SHV. In one sample (3%) none of the genes encoding CTXM and SHV were present. Conclusion: Based on the performed experiments and statistical analysis on hospital and nonhospital isolates, it was concluded that the SHV and CTXM betalactamase genes in Escherichia coli had a significant increase in frequency. There was a significant relationship between SHV and CTXM genes in hospital and nonhospital samples, so that the frequency of SHV and CTXM genes in Escherichia coli was higher in hospital samples than nonhospital samples. There was no significant relationship between the genes identified and the type of isolates collected.