ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ШТАММОВ CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE К РИФАМПИЦИНУ

DOI: https://doi.org/None

О.Ю. Борисова, доктор медицинских наук, доцент, И.А. Чагина, кандидат медицинских наук, В.А. Алешкин, доктор биологических наук, профессор Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Российская Федерация, 125212, Москва, Адмирала Макарова, д. 10 E-mail: olgborisova@mail.ru

Введение. Пенициллин и макролиды применяются для санации дифтерийных бактерионосителей, в комплексной терапии отдельных форм дифтерии, а также для лечения инвазивных заболеваний, вызванных нетоксигенными Corynebacterium diphtheriae. В 1990-е годы была показана высокая эффективность также рифампицина. Неэффективность антибиотикотерапии может объясняться врожденным или приобретенным нарушением колонизационной резистентности слизистых оболочек, дисбиозом ротоглотки и носа, а также резистентностью штаммов C. diphtheriae к антибиотикам. Цель. Оценить антибиотикочувствительность и установить молекулярные механизмы резистентности штаммов C. diphtheriae к рифампицину. Материал и методы. Изучено 664 штамма C. diphtheriae, выделенных в 1987–2014 гг. в разных регионах России. Определение антибиотикочувствительности штаммов С. diphtheriae осуществляли 2 методами: диско-диффузионным и методом E-test. Установление молекулярных механизмов резистентности проводили с помощью праймер-специфической полимеразной цепной реакции и секвенирования. Результаты. Большинство штаммов оказались чувствительными к рифампицину, 0,15% штаммов имели промежуточный уровень резистентности, 4,7% – были резистентными. По данным E-test, 41,9% штаммов были полностью резистентными, для 58,1% штаммов минимальная ингибирующая концентрация – 16–32 мкг/мл. Установлено, что резистентность штаммов С. diphtheriae обусловлена наличием мутационных изменений в гене rpoB. Мутационные изменения выявлены в 29 позициях, в 26 из них мутации не сопровождались изменениями на аминокислотном уровне. В 3 позициях (1291, 1307 и 1484) выявлены значимые мутации, сопровождающиеся изменениями на аминокислотном уровне – в положениях Н431N; S436F или S436Y, Р495L или Р495Q, которые локализуются в центральной части полипептида в 1-м кластере гена rpoB. Заключение. На территории России циркулируют штаммы C. diphtheriae, резистентные к рифампицину в 4,7% случаях. Впервые расшифрован молекулярный механизм резистентности штаммов C. diphtheriae к этому антибиотику, обусловленный мутационными изменениями в 3 позициях гена rpoB (1291, 1307 и 1487).
Ключевые слова: 
Corynebacterium diphtheriae, рифампицин, резистентность, мутации
Для цитирования: 
Борисова О.Ю., Чагина И.А., Алешкин В.А. ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ШТАММОВ CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE К РИФАМПИЦИНУ. Молекулярная медицина, 2017; (4): -

Список литературы: 
  1. Sensi P., Greco A.M., Ballotta R. Rifomycin I. Isolation and properties of rifomycin B and rifomycin complex. Antibiot Annu. 1959; 7: 262–70.
  2. Sensi P., Ballotta R., Greco M. Rifomycin V, Rifomycin O. A new antibiotic of the rifomycin family. Farmaco Sci. 1960; 15: 228–34.
  3. Gardner M.J., Williamson D.H., Wilson R.J.M. A circular DNA in malaria parasites encodes an RNA polymerase like that of prokaryotes and chloroplasts. Mol. Biochem. Parasitol. 1991; 44: 115–23.
  4. Pukrittayakamee S., Viravan C., Charoenlarp P., Yeamput C., Wilson R.J., White N.J. Antimalarial effects of rifampin in Plasmodium vivax malaria. Antimicrob Agents Chemother. 1994; 38: 511–4.
  5. Tupin A., Gualtieri M., Roquet-Baneres F., Morichaud Z., Brodolin K., Leonetti J. Resistance to rifampicin: at the crossroad between ecological, genomic and medical concerns. Inter. J. Antimicrob. Agents. 2010; 35: 519–23.
  6. Severinov K., Soushko M., Goldfarb A., Nikiforov V. Rifampicin region revisited. New rifampicin-resistant and streptolydigin-resistant mutants in the subunit of Escherichia coli RNA polymerase. J. Biol. Chem. 1993; 268: 14820–5.
  7. Telenti A., Imboden P., Marchesi F., Lowrie D., Cole S., Colston M.J., Matter L., Schopfer K., Bodmer T. Detection of rifampicin-resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis. Lancet. 1993; 341: 647–50.
  8. Ramaswamy S., Musser J.M. Molecular genetic basis of antimicrobial agent resistance in Mycobacterium tuberculosis: 1998 update. Tuber Lung Dis. 1998; 79: 3–29.
  9. Heep M., Brandstatter B., Rieger U., Lehn N., Richter E., Rusch-Gerdes S., Niemann S. Frequency of rpoB mutations inside and outside the cluster I region in rifampin-resistant clinical Mycobacterium tuberculosis isolates. J. Clin. Microbiol. 2001; 39: 107–10.
  10. Ishikawa J., Chiba K., Kurita H., Satoh H. Contribution of rpoB2 RNA polymerase subunit gene to rifampin resistance in Nocardia species. Antimicrob Agents Chemother. 2006; 50: 1342–6.
  11. Flåtten I., Morigen K., Morigen S. DnaA protein interacts with RNA polymerase and partially protects it from the effect of rifampicin. Mol. Microbiol. 2009; 71: 1018–30.
  12. Imai T., Watanabe K., Mikami Y., Yazawa K., Ando A., Nagata Y., Morisaki N., Hashimoto Y., Furihata K., Dabbs E.R. Identification and characterization of a new intermediate in the ribosylative inactivation pathway of rifampin by Mycobacterium smegmatis. Microb. Drug Resist. 1999; 5: 259–64.
  13. Мельников В.Г., Мазурова И.К., Платонова Т.В. Комбарова С.Ю., Феоктистова Г.Н., Звонарева С.В., Кузнецова М.В., Борисова О.Ю., Лиханская Е.И. Микрофлора ротоглотки у дифтерийных бактерионосителей до и после антибиотикотерапии. Сборн. МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского «Вакцинопрофилактике – 200 лет». 1997; 32–5. [Mel’nikov V.G., Mazurova I.K., Platonova T.V. Kombarova S.Ju., Feoktistova G.N., Zvonareva S.V., Kuznecova M.V., Borisova O.Ju., Lihanskaja E.I. Mikroflora rotoglotki u difterijnyh bakterionositelej do i posle antibiotikoterapii. Sborn. MNIIJeM im. G.N. Gabrichevskogo «Vakcinoprofilaktike – 200 let». 1997; 32–5 (in Russian)]
  14. Kneen R., Pham N.G., Solomon T., Tran T.N., Nguyen T.T.,Tran B.L., Wain J., Day N.P., Parry C.M., White N.J. Penecillin vs. erythromycin in the treatment of diphtheria. J. Clin. Microbol. 1998; 27: 845–50.
  15. Mina N., Burdz T., Wiebe D., Rai J.S., Rahim T., Shing F., Hoang L., Bernard K. Canadian’s first case of multi-drug resistant C.diphtheriae isolated from a skin abscess. J. Clin. Microbiol. 2011; 49 (11): 4003–5.
  16. Von Hunolstein C., Scopetti F., Efstratiou A., Engler K. Penicillin tolerance amogst non-toxigenic C. diphtheria isolated from cases of pharyngitidis. J. Antibiot. Chemother. 2002; 50: 125–8.
  17. Barraud O., Badell E., Denis F. Guiso N., Ploy M.C. Antimicrobial drug resistance in C.diphtheriae. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17 (11): 2078–80.
  18. Coyle M.B., Minshew B.H., Bland J.A, Hsu P.C. Erythromycin and clindamycin resistance in C.diphtheriae from skin lesions. J. Antibiot. Chemother. 1979; 16: 525–7.
  19. Engler K.H., Warner M., George R.C. In vitro sensitivity of C.diphtheriae to antimicrobial agents. Fifth International meeting of the European laboratory working group on diphtheria. 1998; 36.
  20. Fafour E., Badell E., Zasada A., Hotzel H., Tomaso H., Guillot S., Guiso N. Characterization and comparison of invasive C. diphtheriae isolates from France and Poland. J. Clin. Microbiol. 2012; 50 (1): 173–5.
  21. Gladin D.P., Kozlova N.S., Zaitseva T.K., Cherednichenko A.S., Khval’ S.A. Sensitivity of C.diphtheriae isolated in Saint-Petersburg to antibacterial drugs. Antibiot. Khimioter. 1999; 4 (5): 17–21.
  22. Maple P.A., Efstratiou A., Tseneva G., Rikushin Y., Deshevoi S., Jahkola M., Vuopio–Varkila J., George R. In vitro susceptibilities of toxigenic strains of C.diphtheriae isolated in northwestern Russia and surrounding areas to ten antibiotics. J. Antibiot. Chemother. 1994; 34 (6): 1037–40.
  23. McLauhlin J., Bickham S., Wiggins G.L., Larsen S.A., Balows A., Jones W.L. Antibiotic susceptibility patterns of recent isolates of C. diphtheriae. Applied Micribiol. 1971; 21 (5): 844–51.
  24. Patey O., Bimet F., Emond J.P., Estrangin E., Riegel P.H., Halioua B., Dellion S., Kiredjian M. Antibiotic susceptibilities of 38 nontoxigenic strains of C.diphtheriae. J. Antibiot. Chemother. 1995; 36: 1108–10.
  25. Pereira G., Pimenta F., Santos F.R., Damasco P.V., Hirata Júnior R., Mattos-Guaraldi A.L. Antimicrobial resistance among Brazilian C. diphtheriae strains. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2008; 103 (5): 507–10.