Диссертация (1145980), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Анализ музея CDC (http://www.cdc.gov/), в который собиралисьизоляты в период 1996 – 2008 год показал, что около 70% изолятов относятсяк сиквенс-типу 258 (ST258) (Kitchel et al. 2009). Большинство изолятов ST258продуцируют ферменты KPC-3, а другие сиквенс-типы чаще имеютальтернативныевариантыгена.Всеговбазеданных(http://www.lahey.org/studies/) представлены варианты blaKPC-2 – blaKPC-22.38Вариант blaKPC-1 оказался гомологичным blaKPC-2. В большинстве странЕвропыуровеньпродуцентовKPCостаётсянизким,периодическипоявляются сообщения о единичных случаях, которые чаще всего связаны спутешествиямипациентоввобласти,гдеменееблагополучнаяэпидемиологическая обстановка (Samuelsen et al. 2009).
Тем не менее,несколько внутрибольничных вспышек было зафиксировано во Франции,также неблагополучная ситуация в некоторых регионах Польши и Италии(Giani et al. 2009). Так как гены KPC-типа выявляются на мобильныхгенетических элементах, то вполне логично что в областях, где клебсиеллыпродуцирующие варианты KPC получили широкое распространение, другиевиды энтеробактерий также получили данный фермент, так на втором местепо частоте наличия гена blaKPC оказалась E. coli (Goren et al. 2010).Гены blaKPC-типа выявлены на 2014 год у 115 сиквенс-типов, т.е.
упримерно 7,5% всех известных сиквенс-типов. Для анализа эпидемиологиивведено понятие клональной группы, которая объединяет близкие сиквенстипы,выявленныенаосновепроцедурымультилокусногосиквенс-типирования (www.pasteur.fr). На первом месте стоит клональная группы(CG) CG258, включающая ST258 и ST11 (профиль 3-3-1-1-1-1-79 и профиль3-3-1-1-1-1-4 соответственно).
На втором месте ST340 (3-3-1-1-1-1-18), ST437(3-3-1-1-1-1-31), и ST512 (54-3-1-1-1-1-79) (Chen et al. 2014). Сиквенс-тип 258(ST258) превалирует в основном в Северной Америке, Латинской Америке, атакже некоторых странах Европы, в то время как ST11 характерен для странАзии (Andrade et al.
2011, Qi, Wei et al. 2011). K. pneumoniae ST512продуцирующие ген blaKPС распространены в Колумбии, Израиле, Италии, апродуценты ST340 в Бразилии и Греции (Munoz-Price et al. 2013). Изолятыпродуцирующие ген blaKPC, но относящиеся в другим клональным группамчасто характерны только для одного географического региона, напримерST442 был описан только в Бразилии, а ST273 только в Санкт-Петербурге(Ageevets et al. 2014, Ramos et al. 2014). Несмотря на большое число сиквенс-39типов, у представителей которых были описаны гены KPC-типа, основнойклональной группой, с которой связано эффективное распространениеданных генов, остаётся CG258, включающая следующие сиквенс-типы:ST258, 379, 418, 512, 554, 650, 744, 745, 868, 1084, 1199, 1406, 1458, 1461,1481, и 1519. Изоляты данной клональной группы объединяет уникальныйвариант аллели tonB – tonB79, которая была изначально найдена у ST258 иего SLV (single locus variant) и (DLV double locus variant).
На основеклональной группы CG258 и уникального варианта аллели tonB выделяетсягруппа «CG258–tonB79 кластер». Для выявления изолятов относящихся кданному кластеру можно использовать метод ПЦР в реальном времени длядетекции двухполиморфизмов, характерных дляаллелиtonB иликлассический вариант – секвенирование (Chen et al. 2012).Наиболее распространённый мобильный элемент несущей ген blaKPC –Tn3-подобный транспозон Tn4401 (Naas et al.
2008). Tn4401 транспозонимеет 10 тыс. п.о., фланкирован инвертированными повторами по 39 п.о. ивключает помимо гена blaKPC ген Tn3 транспозазы (TnpA), Tnp3 резолвазы(tnpR) и два IS элемента ISKpn6 и ISKpn7 (Naas et al. 2008). Tn4401 обычнофланкирован 5 п.о. TSD (target site duplication). Согласно основной гипотезе,транспозон произошел от Tn3 элемента, от которого сохранил гены TnpA иTnpR и независимой вставки элементов ISKpn6 и ISKpn7. На сегодняшнийдень, пять вариантов данного элемента описано, отличия между которымизаключается в делециях разного размера (Naas et al. 2012).
Также ген blaKPCвстречается в составных мобильных элементах, состоящих за частей Tn4401иTn1331,которыеобнаруженынаплазмидахразличныхгруппнесовместимости IncN, IncI2, и IncFIA (Chen et al. 2013). Для некоторыхизоформ Tn4401 характерны конкретные варианты плазмид. Например, дляTn4401a характерна плазмида IncFIIK2, а для Tn4401b плазмида IncI2(pBK15692) (Chen et al. 2013). Также ген blaKPC был найден в «не Tn4401»элементе, в оригинале «non-Tn4401 mobile elements», которые были40выявлены у изолятов в Китае и Аргентине (Gomez et al. 2011).
На 1 апреля2014 года в базе данных «ГенБанк» прдставлены 40 полногеномныхсиквенсов плазмид несущих ген blaKPC и в большинстве случаев данныеплазмидынесутаминогликозидам,несколькодетерминантфторхинолонам,устойчивости,триметоприму,например, ксульфонамидамитетрациклину. Плазмиды IncFII – типа классический пример плазмиды скоторой связано распространение гена blaKPC, кстати, именно на плазмидеэтого типа локализован ген blaKPC-2, выделенный в Санкт-Петербурге у K.pneumoniaeРанееST273.плазмидыданноготипасвязывалисраспространением гена blaCTX-M-15 в E. coli ST131 (Deschamps et al.
2009).1.7.4 Карбапенемазы OXA-48-группыВпервые, фермент OXA-48 был описан в 2004 году у выделенной в 2001году K. pneumoniae. Была показана его плазмидная локализация и отдалённоеродствос другимиферментамиOXA-группы(Poireletal.2004).Карбапенемазы OXA-48-типа относятся к молекулярному классу D и неингибируются клавуланатом, сульбактамом или тазобактамом.Подобно ферментам IMP-группы в Японии, долгое время выявлениепродуцентов карбапенемаз группы OXA-48 связывали в той или иной формес Турцией, в случае выявления продуцентов вне Турции, обнаруживаласьэпидемиологическая ссылка на Турцию. Наиболее часто ген blaOXA-48выявляется у K. pneumoniae, хотя также встречаются продуценты другихвидов.
Наибольшее распространение они получили на «Среднем Востоке» территории Западной Азии, расположенной между Европой и Пакистаном. Встранах Европы выявляются единичные случаи продукции карбапенемазOXA-48-типа (Poirel et al. 2012). Долгое время выявлялся один вариант blaOXA-48, но потом была обнаружена серия вариантов.
Первым был выявленвариант blaOXA-162, отличающийся одной аминокислотной заменой (GenBankACZ73269). По спектру активности данный вариант гена не отличается отblaOXA-48. В 2012 году blaOXA-162 был обнаружен в Германии у разных видов41бактерий (E. coli, C. freundii и Raoultella ornithinolitica) (Pfeifer et al. 2012).Затем был обнаружен вариант blaOXA-163 у аргентинских изолятов.
ВариантblaOXA-181 получил широкое распространение. Достаточно часто продуцентыblaOXA-181 также несут другие карбапенемазы, например, blaNDM-1 или blaVIM-5,что может свидетельствовать о связи с индийским субконтинентом (Poirel etal. 2011, Potron et al. 2011). Описание варианта blaOXA-204 связано с Алжиром иТунисом. От варианта blaOXA-48 его отличают две аминокислотные замены, онимеет схожую активность по отношению к антибиотикам и ингибиторам(Poirel et al.
2012). Вариант blaOXA-232 выявлен у изоятов, выделенных отпациентов приехавших с о. Маврикий (остров в юго-западной частиИндийского океана). Этот вариант ближе к blaOXA-181 (отличаются однойаминокислотной заменой) (Poirel et al. 2012).Любопытно, что в отличие от большинства карбапенемаз, длякарбапенемаз группы OXA известен предшественник – blaOXA-51 генShewanella xiamenensis (Poirel et al. 2010). Ген blaOXA-51 обладает гомологией92% с геном blaOXA-48 (Poirel et al. 2004).Изначально, ген blaOXA-48 был обнаружен в составе составноготранспозона Tn1999 (Aubert et al.
2006), также были описаны нескольковариаций данного транспозона. При изучении генетического окружения генаblaOXA-181, было выявлено полное отсутствие элементов Tn1999 (Potron et al.2011). В K. pneumoniae из Омана, ген blaOXA-181 был выявлен на транспозоненазванном Tn2013 (Potron et al. 2011).1.7.5. Карбапенемазы NDM-группыСтоит отметить, что появление и распространение новых карбапенемазнапоминает экспоненту. Первые описанные карбапенемазы достаточно долгосохраняли чёткую географическую локализацию, в то время как описанныепозже ферменты, распространялись существенно быстрее. С точки зрения«успешности» гена, основываясь на скорость его распространения, можносделать предположение, что гены и мобильные элементы с ними связанные,42описанные позже эволюционно совершеннее, чем их функциональныепредшественники.
Если эта тенденция действительно существует, то отсюдавытекает два следствия: 1. на сегодняшний день карбапенемазы NDM-типанаиболее совершенные 2. можно ожидать появление ещё более успешныхмобильныхэлементовсновымикарбапенемазами,которыесмогутраспространиться быстрее предшественников.Карбапенемаза NDM-1 (New Delhi metallo--lactamase) была впервыеописана в Швеции у пациента совершившего путешествие Индию.Публикация вышла в 2009 году, а сам изолят был выделен 9 января 2008года, что можно считать датой появления на свет актуальной научнойобласти граничащей с эпидемиологией (Yong et al. 2009).Фермент NDM-1 относится к молекулярному классу B, имеетминимальную гомологию аминокислотной последовательности с другимиферментами данной группы. Наибольшая гомология наблюдается сферментами VIM-1/2 -типа и составляет всего 32.4% идентичности. Посубстратной активности фермент NDM превышает VIM-2 при гидролизебольшинства цефалоспоринов, в частности цефуроксим (mNDM-1=8M,mVIM-2=22M),цефотаксим(mNDM-1=10M,mVIM-2=32M),цефалотин (mNDM-1=10M, mVIM-2=44M), и к пенициллину (mNDM1=16M, mVIM-2=49M).
Подобно другим металло-β-лактамазам, NDM-1эффективно гидролизует множество β-лактамов, включая пенициллины,цефалоспорины и карбапенемы, исключением являются монобактамы(например, азтреонам). Аналогично другим металло-β-лактамазам, активныйцентр NDM-1 содержит два сайта связывания ионов металла. Анализтрёхмерной структуры молекулы фермента выявил присутствие двух ионовцинка (Zn2+) на расстоянии 4.20 Å (Wang and Chou 2013).
Эффективностьметалло-β-лактамаз зависит от взаимодействия ионов цика в активном центремолекулы фермента с молекулой β-лактамного антибиотика. Из этоговытекаетчтоихактивностьингибируетсяхелатнымикомплексамидвухвалентных катионов, например ЭДТУ (Этилендиаминтетрауксусная43кислота или EDTA).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
