Распространенность генов устойчивости к антибиотикам в составе резистома взрослых жителей Архангельска с учетом тяжести перенесенной COVID-19

Цель: оценить распространённость генов устойчивости к антибиотикам в составе резистома взрослых жителей Архангельска с учётом тяжести перенесённой новой коронавирусной инфекции (COVID-19).

Материалы и методы: поперечное исследование проведено с октября по ноябрь 2022 г. (через 2,5 года от начала пандемии COVID-19) с участием случайной выборки (N=455) населения Архангельска в возрасте 42–76 лет. Процедура исследования включала опрос, определение иммуноглобулинов G к белкам вируса SARS-CoV-2 и выявление генов устойчивости к антибиотикам в образцах кала методом полимеразной цепной реакции.

Результаты: практически все участники (98,5%) имели хотя бы 1 ген устойчивости к антибиотикам, у 5,6% выявлены детерминанты резистентности сразу к 3 классам антибиотиков. Распространённость генов устойчивости к макролидам составила 98,5%, к бета-лактамам – 29,0%, к гликопептидам – 16,0%. Гены резистентности к бета-лактамным антибиотикам чаще выявлялись среди участников, получавших стационарное лечение по поводу COVID-19 (44,8%), и среди лиц, часто болеющих острыми респираторными инфекциями (50,0%). Вакцинированные против SARS-CoV-2 (26,6%) и участники с сердечно-сосудистыми заболеваниями (17,0%) реже имели гены резистентности к бета-лактамам.

Заключение: выявлена высокая распространённость генов устойчивости к антибиотикам в составе резистома взрослых жителей Архангельска. Определена связь между резистентностью к бета-лактамам и тяжестью перенесённой COVID-19. Результаты исследования могут быть использованы для оптимизации протоколов стартовой антибиотикотерапии и принятия решений, связанных с назначением антимикробных препаратов различным категориям взрослого населения.

1. ВОЗ. Устойчивость к противомикробным препаратам. 2021. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance (дата обращения: 11.07.2023).

2. O’Neill, J. Antimicrobial resistance: tackling a crisis for the health and wealth of nations. The Review on Antimicrobial Resistance Chaired. – 2014. – 16 с.

3. Guimarães, L.C. Inside the Pan-genome – Methods and Software Overview / L.C. Guimarães, J. Florczak-Wyspianska, L.B. de Jesus [et al.]. – DOI: 10.2174/1389202916666150423002311. – Текст: электронный / / Curr Genomics. – 2015. – №16(4). – С.245-252.

4. Crits-Christoph, А. Good microbes, bad genes? The dissemination of antimicrobial resistance in the human microbiome / A. Crits-Christoph, H.A. Hallowell, K. Koutouvalis [et al.]. – DOI:10.1080/19490976.2022.2055944. – Текст электронный / / Gut microbes. – 2022. – №14(1).

5. Singh, S. The human gut resistome: Current concepts & future prospects / S. Singh, N. Verma, N. Taneja. – DOI:10.4103/ijmr.IJMR_1979_17. – Текст электронный / / Indian J Med Res. – 2019. – №150(4). – С.345-358.

6. van Schaik, W. The human gut resistome / W. van Schaik. – DOI:10.1098/rstb.2014.0087. – Текст электронный / / Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. – 2015. – №370(1670).

7. Despotovic, M. Reservoirs of antimicrobial resistance in the context of One Health / M. Despotovic, L. de Nies, S.B. Busi [et al.]. – DOI:10.1016/j.mib.2023.102291. – Текст электронный / / Curr Opin Microbiol. – 2023.

8. Toprak, E. Evolutionary paths to antibiotic resistance under dynamically sustained drug selection / E. Toprak, A. Veres, J.B. Michel [et al.]. – DOI:10.1038/ng.1034. – Текст электронный / / Nat Genet. – 2011. – №44(1). – С.101-105.

9. Shah, T. The Intestinal Microbiota: Impacts of Antibiotics Therapy, Colonization Resistance, and Diseases / T. Shah, Z. Baloch, Z. Shah [et al.]. – DOI:10.3390/ijms22126597. –Текст электронный // Int J Mol Sci. – 2021. – №22(12).

10. McInnes, R.S. Horizontal transfer of antibiotic resistance genes in the human gut microbiome / R.S McInnes, G.E. Mc-Callum, L.E. Lamberte [et al.]. -DOI:10.1016/j.mib.2020.02.002. – Текст электронный / / Curr Opin Microbiol. – 2020. – №53. – С.35-43.

11. Martinez, J.L. General principles of antibiotic resistance in bacteria / J.L. Martinez. – DOI:10.1016/j.ddtec.2014.02.001. – Текст электронный / / Drug Discov Today Technol. – 2014. – №11. – С.33-39.

12. Агеевец, В.А. Сравнительная активность карбапенемных антибиотиков в отношении грамотрицательных продуцентов карбапенемаз различных групп / В.А. Агеевец [и др.]. – DOI: 10.37489/0235-2990-2022-67-1-2-9-15. – Текст электронный / / Антибиотики и Химиотерапия. – 2022. – № 67 (1–2). – С. 9–15.

13. Kern-Zdanowicz, I. pCTX-M3-Structure, Function, and Evolution of a Multi-Resistance Conjugative Plasmid of a Broad Recipient Range / I. Kern-Zdanowicz. – DOI:10.3390/ijms22094606. – Текст электронный / / Int J Mol Sci. – 2021. – №22(9).

14. Brinkac, L. The Threat of Antimicrobial Resistance on the Human Microbiome / L. Brinkac, A. Voorhies, A. Gomez [et al.]. – DOI:10.1007/s00248-017-0985-z. – Текст электронный // Microb Ecol. – 2017. – №74(4). – С.1001-1008.

15. Rizvi, S.G. COVID-19 and antimicrobial resistance: A cross-study / S.G. Rizvi, S.Z. Ahammad. – DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.150873. – Текст электронный / / Sci Total Environ. – 2022.

16. Rawson, T.M. Bacterial and Fungal Coinfection in Individuals With Coronavirus: A Rapid Review To Support COVID-19 Antimicrobial Prescribing / T.M. Rawson, L.S.P. Moore, N. Zhu [et al.]. – DOI:10.1093/cid/ciaa530. – Текст электронный // Clin Infect Dis. – 2020. – №71(9). – С.2459-2468.

17. Zhou, F. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study / F. Zhou, T. Yu, R. Du [et al.]. – DOI:10.1016/S0140-6736(20)30566-3. – Текст электронный / / Lancet. – 2020. – №395(10229). – С.1054-1062.

18. Kang, Y. Alterations of fecal antibiotic resistome in COVID-19 patients after empirical antibiotic exposure / Y. Kang, S. Chen, Y. Chen [et al.]. – DOI:10.1016/j.ijheh.2021.113882. – Текст электронный / / Int J Hyg Environ Health. – 2022.

19. Su, Q. Antibiotics and probiotics impact gut antimicrobial resistance gene reservoir in COVID-19 patients / Q. Su, Q. Liu, L. Zhang [et al.]. – DOI:10.1080/19490976.2022.2128603. – Текст электронный / / Gut Microbes. – 2022. – №14(1).

20. Cook, S. Know Your Heart: Rationale, design and conduct of a cross-sectional study of cardiovascular structure, function and risk factors in 4500 men and women aged 35-69 years from two Russian cities, 2015-18 / S. Cook, S. Malyutina, A.V. Kudryavtsev [et al.]. – DOI:10.12688/wellcomeopenres.14619.3. – Текст электронный / / Wellcome Open Res. – 2018.

21. Li, Y. Asymptomatic and Symptomatic Patients With Non-severe Coronavirus Disease (COVID-19) Have Similar Clinical Features and Virological Courses: A Retrospective Single Center Study / Y. Li, J. Shi, J. Xia [et al.]. – DOI:10.3389/fmicb.2020.01570. – Текст электронный / / Front Microbiol. – 2020.

22. Singhal, S. Clinical features and outcomes of COVID-19 in older adults: a systematic review and meta-analysis / S. Singhal, P. Kumar, S. Singh [et al.]. – DOI:10.1186/s12877-021-02261-3. – Текст электронный / / BMC Geriatr. – 2021. – №21(1).

23. Shokouhi, S. Resistance of Streptococcus Pneumoniae to Macrolides in Iran / S. Shokouhi, I. Alavi Darazam, A. Yazdanpanah. – Текст электронный / / Tanaffos. – 2019. – №18(2). – С.104-111.

24. Berbel, D. An Overview of Macrolide Resistance in Streptococci: Prevalence, Mobile Elements and Dynamics / D. Berbel, A. González-Díaz, G. López de Egea [et a.l]. – DOI:10.3390/microorganisms10122316. – Текст электронный / / Microorganisms. – 2022. – №10(12).

25. Sulayyim, H.J.A. Antibiotic Resistance during COVID-19: A Systematic Review / H.J.A Sulayyim, R. Ismail, A.A. Hamid [et al.]. – DOI:10.3390/ijerph191911931. – Текст электронный / / Int J Environ Res Public Health. – 2022. – №19(19).

26. Song, J.H. Macrolide resistance and genotypic characterization of Streptococcus pneumoniae in Asian countries: a study of the Asian Network for Surveillance of Resistant Pathogens (ANSORP) / J.H. Song, H.H. Chang, J.Y. Suh [et al.]. – DOI: 10.1093/jac/dkh118. – Текст электронный / / The Journal of antimicrobial chemotherapy. – 2004. – №53(3). – С.457 – 463.

27. Wolter, N. Molecular basis and clonal nature of increasing pneumococcal macrolide resistance in South Africa, 2000-2005 / N. Wolter, A. von Gottberg, M. du Plessis [et al.]. – DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2008.01.013. – Текст электронный / / International journal of antimicrobial agents. – 2008. – №32(1). – С.62-67.

28. Michels, N. Human microbiome and metabolic health: An overview of systematic reviews / N. Michels, S. Zouiouich, B. Vanderbauwhede [et al.]. – DOI: 10.1111/obr.13409. – Текст электронный / / Official journal of the International Association for the Study of Obesity. – 2022. – №23(4).

29. Kovaleva, A. Immunomodulatory effects of macrolides during community-acquired pneumonia: a literature review / A. Kovaleva, H.H. Remmelts, G.T. Rijkers [et al.]. – DOI: 10.1093/jac/dkr520. – Текст электронный / / The Journal of antimicrobial chemotherapy. – 2012. – №67(3). – С.530-540.

30. Камкин, Е.Г. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Временные методические рекомендации / Е.Г. Камкин [и др.]. – М., 2020 (версия 6-9).

31. Камкин, Е.Г. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Временные методические рекомендации / Е.Г. Камкин [и др.]. – М., 2021 (версия 10 от 8.02.2021).

32. Стецюк, О.У. О селекции устойчивости к макролидам / О.У. Стецюк, И.В. Андреева // Клиническая Микробиология и Антимикробная Химиотерапия. – 2010. – № 12 (3). – С. 255–259. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-selektsii-ustoychivosti-k-makrolidam (дата обращения: 12.07.2023).

33. Makarov, D.A. Antimicrobial resistance of commensal Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium from food-producing animals in Russia / D.A.Makarov, O.E. Ivanova, A.V. Pomazkova [et al.]. – DOI:10.14202/vetworld.2022.611-621. – Текст электронный / / Vet World. – 2022. – №15(3). – С.611-621.

34. Berglund, F. Identification and reconstruction of novel antibiotic resistance genes from metagenomes / F. Berglund, T. sterlund, F. Boulund [et al.]. – DOI:10.1186/s40168-019-0670-1. – Текст электронный / / Microbiome. – 2019. – №7(1).

35. Peng, Y. Gut microbiome and resistome changes during the first wave of the COVID-19 pandemic in comparison with pre-pandemic travel-related changes / Y. Peng, D. Zhang, T. Chen [et al.]. – DOI:10.1093/jtm/taab067. – Текст электронный / Journal of travel medicine. – 2021. –№28(7).

36. Avdeev, S. Antimicrobial Prescribing Patterns in Patients with COVID-19 in Russian Multi-Field Hospitals in 2021: Results of the Global-PPS Project / S. Avdeev, S. Rachina, Y. Belkova [et al.]. – DOI:10.3390/tropicalmed7050075. – Текст электронный / / Trop Med Infect Dis. – 2022. – №7(5).

37. Woerther, P.L. Trends in human fecal carriage of extended-spectrum β-lactamases in the community: toward the globalization of CTX-M / P.L. Woerther, C. Burdet, E. Chachaty, – DOI:10.1128/CMR.00023-13. – Текст электронный / / Clinical microbiology reviews. – 2013. –№26(4). – С.744-758.

38. Лазарева, И.В. Распространение и антибактериальная резистентность грамотрицательных бактерий, продуцентов карбапенемаз, в Санкт-Петербурге и некоторых других регионах Российской Федерации / И.В. Лазарева [и др.] // Антибиотики и химиотерапия. – 2016. – Т. 61, № 11–12. – С. 28–38.

39. Сухорукова, М.В. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2015-2016 / М.В. Сухорукова // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2019. – T. 21, № 2. – C. 49–56.

40. Walsh, T.R. Metallo-beta-lactamases: the quiet before the storm? / T.R. Walsh, M.A.Toleman, L. Poirel [et al.]. – DOI:10.1128/CMR.18.2.306-325.2005. – Текст электронный / / Clinical microbiology reviews. – 2005. – №18(2). – С.306-325.

41. van Duin, D. The global epidemiology of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae / D. van Duin, Y. Doi. – DOI:10.1080/21505594.2016.1222343. – Текст электронный // Virulence. – 2017. – №8(4). – С.460-469.

42. Antimicrobial Resistance in the EU/EEA: A One-Health Response. 2022. URL: https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/antimicrobial-resistance-policy-brief-2022.pdf. (дата обращения: 20.07.2023).

43. Zhao, Y. Gut microbiome and cardiovascular disease / Y. Zhao, Z. Wang. – DOI:10.1097/HCO.0000000000000720. – Текст электронный / / Curr Opin Cardiol. – 2020. –№35(3). – С.207-218.

44. Violi, F. Gut-derived low-grade endotoxaemia, atherothrombosis and cardiovascular disease / F. Violi, V. Cammisotto, S. Bartimoccia [et al.]. – DOI:10.1038/s41569-022-00737-2. – Текст электронный / / Nature reviews Cardiology. – 2023. – №20(1). – С.24-37.

45. iabattini, A. Role of the Microbiota in the Modulation of Vaccine Immune Responses / A. Ciabattini, R. Olivieri, E. Lazzeri [et al.]. – DOI:10.3389/fmicb.2019.01305. – Текст электронный / / Frontiers in microbiology. – 2019. – №10.

46. Davies, N.G. Modeling the effect of vaccination on selection for antibiotic resistance in Streptococcus pneumonia / N.G. Davies, S. Flasche, M. Jit [et al.]. – DOI:10.1126/scitranslmed.aaz8690. – Текст электронный / / Science translational medicine. –2021. – №13(606).

47. Mishra, R.P. Vaccines and antibiotic resistance / R.P. Mishra, E. Oviedo-Orta, P. Prachi [et al.]. – DOI:10.1016/j.mib.2012.08.002. – Текст электронный / / Curr Opin Microbiol. – 2012. – №15(5). – С.596-602.

48. Кригер, Е.А. Оценка распространенности заболеваний с учетом диагностической эффективности тестов на примере использования серологических тестов для диагностики новой коронавирусной инфекции (COVID-19) / Е.А. Кригер, А.М. Гржибовский, В.А. Постоев // Экология человека. – 2022. – Т. 29, № 5. – C. 301–309.