Esta investigación informó de la prevalencia y la resistencia de Shigella resistente a las cefalosporinas, y el análisis molecular de los genes de resistencia a las cefalosporinas y los determinantes de virulencia en los aislados clínicos del distrito de Xiaoshan, Hangzhou, China, recogidos durante un período de 5 años. En las regiones económicamente subdesarrolladas, S. flexneri es la especie de Shigella más frecuentemente aislada. Una situación similar existe también en China, según datos anteriores. Sin embargo, en nuestro estudio S. sonnei fue la causa más común de disentería bacteriana, lo que coincide con los hallazgos en los países industrializados. En los últimos años, los datos del distrito de Kaengkhoi de Thialand, la ciudad de Ho Chi Minh de Vietnam, Corea del Sur, Taiwán y las regiones del este, norte y noreste de China, que son las regiones recientemente industrializadas, también mostraron un sorprendente cambio de especie de S. flexneri a S. sonnei. Por lo tanto, la transición de especies de la shigelosis en el presente estudio puede estar relacionada con el crecimiento económico en el distrito de Xiaoshan, suburbio de la ciudad de Hangzhou con mayores indicadores económicos. Por supuesto, otros factores también pueden desempeñar un papel y necesitan más investigaciones.
A través del análisis de los datos de resistencia, encontramos que más de la mitad de los aislados de S. flexneri y S. sonnei eran resistentes a la CES (cefotaxima). Los datos de 8 países asiáticos mostraron una alta prevalencia de resistencia a los antibióticos de primera línea AMP (53,0%) y SXT (81,0%) entre los aislados de Shigella . Sin embargo, las tasas de resistencia a ambos fármacos entre todos nuestros aislados de Shigella fueron más elevadas (AMP, 97,8%; SXT, 85,4%), y coincidieron con los datos de otras investigaciones, en la China continental. Los datos de la tabla 2 mostraron que la SAM no era apropiada para el tratamiento de la diarrea causada por S. flexneri, independientemente de las cepas con resistencia a la CES (96,6%) o susceptibles (85,2%); por el contrario, puede utilizarse para prescribir en las infecciones por S. sonnei, especialmente para las cepas susceptibles a la cefotaxima. Aunque la tasa de resistencia de Shigella a la PIP fue elevada (83,7%) en este estudio, la TZP tuvo una actividad anti-Shigella muy elevada (Tabla 2).
Si el diámetro de la zona de inhibición de la CAZ es ≥21 mm o el de la FEP ≥18 mm, se puede informar de la susceptibilidad de los dos antibióticos para las enterobacterias, independientemente de que los aislados produzcan BLEE o no, según el CLSI . En todos los aislados de Shigella estudiados, se observaron resultados similares de resistencia a CAZ y FEP (16,6% y 18,5%), que fueron superiores a los comunicados por Yang et al. (5,2% y 6,5%) . Sin embargo, las tasas de resistencia de la tabla 2 indicaron que los dos antibióticos eran más adecuados para el tratamiento empírico de la infección por S. sonnei resistente a la ESC que para la infección por S. flexneri resistente a la ESC.
Las fluoroquinolonas son los antibióticos más populares para el tratamiento de la shigelosis grave tanto en adultos como en niños. Los resultados de la investigación de Gu et al. mostraron que la tasa de resistencia a la PIC fue del 29,1% entre 2007 y 2009 en la zona de Asia y África. Los datos de la provincia de Henan, China, mostraron que el 21% y el 79% de las cepas de S. flexneri mostraron una resistencia de alto o bajo nivel a la PIC, respectivamente. Yang et al. informaron de que el 27,9% y el 9,7% de las Shigella eran resistentes a la CIP y al LEV, respectivamente, en la provincia de Anhui, China. En nuestro estudio, se observó una tasa de resistencia similar a la CIP (24,2%) y una mayor tasa de resistencia a la LEV (16,0%) (Tabla 2). Entre las cepas resistentes a las fluoroquinolonas, el 95,3% (82/86, resistencia a CIP) y el 89,5% (51/57, resistencia a LEV) pertenecían a S. flexneri. La posible causa era que los aislados de S. flexneri a menudo poseían determinantes de resistencia a las quinolonas mediada por plásmidos (PMQR) o mutaciones en las regiones determinantes de la resistencia a las quinolonas (QRDR) de los genes de la girasa y la topoisomerasa. Esta situación había sido descrita en aislados de otras regiones de China por Zhang et al. , Zhu et al. y Pu et al. .
Hasta ahora, se han descrito al menos 109 variantes de las enzimas CTX-M (CTX-M-1 a 124). De estas CTX-M, 19 variantes (CTX-M-15, 16, 19, 23, 25, 27, 32, 35, 37, 40, 42, 53, 54, 55, 57, 58, 62, 64, 82, 93) presentan la actividad de hidrólisis aumentada contra la ceftazidima, y las demás muestran una tasa de hidrólisis de la cefotaxima muy superior a la de la ceftazidima . CTX-M-15 es la variante de CTX-M más detectada que hidroliza la ceftazidima a un alto nivel en las enterobacterias . En este estudio, 28 aislados de Shigella bla CTX-M-15 positivos fueron todos resistentes a la ceftazidima (datos no mostrados). No se encontraron otros genes variantes de CTX-M que mediaran en la resistencia a la ceftazidima de alto nivel (Tabla 3). En los genes bla CTX-M con mayores eficiencias catalíticas frente a cefotaxima que a ceftazidima, bla CTX-M-14 fue el más prevalente (53,0%), y coincide con los datos publicados en todo el mundo en patógenos de importancia clínica . OXA-30 pertenece al grupo III de oxacilinasas de clase D, y media la resistencia a la cefepima pero no a la ceftazidima . Lamentablemente, 52 (26,3%) de nuestros aislados de Shigella resistentes a la ESC presentaban bla OXA-30 , y 12 de ellos eran portadores de bla CTX-M-15 de forma concomitante y conferían resistencia a cefotaxima, ceftazidima y cefepima (Tabla 3). En la última década, se ha descrito la aparición de Shigella spp. productoras de BLEE que portan diferentes tipos de genes BLEE en diferentes países y regiones. Sin embargo, sólo unos pocos estudios han informado en el mundo de la existencia de β-lactamasas AmpC codificadas por bla CMY-2 o bla DHA-1 en Shigella spp. En este estudio, también encontramos 2 productores de AmpC β-lactamasas con bla DHA-1 y bla CMY-2 en las cepas de Shigella positivas a la prueba del extracto tridimensional. La bla CMY-2 y la bla DHA-1 existían en 1 S. flexneri con bla CTX-M-14 y 1 S. sonnei con bla CTX-M-15 y bla OXA-30 , respectivamente (Tabla 3).
En este estudio, detectamos varios genes patógenos (ial, ipaH, set1, sen y virA) para 198 aislados de Shigella resistentes a ESC (Tabla 4). Se ha demostrado que ial es responsable de la penetración de Shigella en la célula epitelial y que ipaH también es responsable de la propagación de célula a célula. Todas las especies de Shigella estudiadas fueron positivas para el ipaH, como era de esperar porque este gen existe en múltiples copias tanto en el cromosoma como en el plásmido de Shigella. Por el contrario, el gen ial se encuentra exclusivamente en el plásmido y sólo se detectó en algunos aislados de Shigella . De hecho, el examen menos frecuente del gen ial había sido descrito por Luscher y Altwegg , Kingombe et al. y Thong et al. . Sin embargo, este gen se encontró en todas nuestras cepas de Shigella resistentes a la ESC. Otro factor de virulencia, VirA, está implicado en la captación, la motilidad y la transmisión de célula a célula de Shigella dentro del huésped humano. Es un factor de virulencia esencial en la patogénesis de la enfermedad de Shigella. La tasa positiva de virA implicaba que todos los aislados de nuestra colección podrían tener la capacidad (Tabla 4). El gen cromosómico set1 codifica la enterotoxina 1 de Shigella (ShET-1, compuesta por una subunidad A y cinco subunidades B), que es generada por S. flexneri (principalmente en el tipo 2a) y no se encuentra en otras Shigella spp. El gen sen que codifica la enterotoxina 2 de Shigella (ShET-2) se encuentra en un plásmido de virulencia de 140 MDa. Y el sen está presente en todas las especies de Shigella. Se considera que ambas toxinas intervienen en la manifestación clínica de la shigelosis . En nuestro estudio, el 79,3% de las cepas de S. flexneri resistentes a la ESC resultaron ser set1A y set1B positivas (el 62,1% de los aislados eran del serotipo f2a, Tabla 4), lo que coincide con los resultados anteriores; sin embargo, el 17,1% (24/140) de los aislados de S. sonnei resistentes a la ESC también portaban los genes set1A y/o set1B (Tabla 4). Los genes set1A y set1B están localizados en la isla de patogenicidad (PAI), un elemento integrador cromosómico adquirido lateralmente de S. flexneri. La escisión mediada por la integrasa puede ocurrir para la she PAI, y dar lugar a la formación de un producto de escisión circular, que es un sustrato para los procesos de transferencia lateral, por ejemplo, la conjugación, el empaquetamiento en partículas de fago y la integración mediada por la recombinasa en el cromosoma . Esta puede ser la causa de que los dos determinantes se encuentren en nuestros aislados de S. sonnei resistentes a ESC estudiados. Y la deficiencia de set1A o set1B, o la existencia de mutaciones puntuales en los sitios de unión del cebador pueden ser la posible explicación de que ambos genes no coexistan en algunos aislados de S. sonnei resistentes a ESC (Tabla 4). Además, encontramos que los aislados de S. flexneri con set1 eran más resistentes a CIP, LEV (p < 0,001, cada uno) y FEP (p = 0,019) que los que no tenían set1; para S. sonnei, los aislados positivos a set1 eran más resistentes a SAM (p < 0,001), CIP, LEV (p < 0,001, cada uno) y FEP (p = 0,002), y más sensibles a CAZ (p = 0,005) que los negativos a set1 (datos no mostrados). No obstante, no creemos que exista una correlación entre set1 y la resistencia a los antibióticos, ya que ninguno de los informes ha descrito actualmente que los elementos genéticos de invasión que portan genes de virulencia conocidos contengan determinantes de resistencia simultáneamente en Shigella spp. Estas diferencias de resistencia pueden deberse únicamente a la propagación de plásmidos resistentes entre las diferentes cepas.
Los resultados de la tipificación ERIC-PCR mostraron que la mayoría de los casos de infecciones por S. flexneri y S. sonnei resistentes a la ESC fueron causados por varias cepas idénticas, respectivamente . Esto indica que es probable que la diseminación clonal sea la que más contribuya a la propagación de S. flexneri y S. sonnei resistentes a la ESC dentro de la región estudiada. De los 46 aislados de S. flexneri resistentes a las ESC con el segundo mayor número de la composición de genes de virulencia (ia1 + ipaH + virA + setlA + setlB + sen) resistentes a entre 4 y 8 antibióticos, el 60,3% pertenecían al tipo A (43,1%) y al tipo B (17,2%). De los 114 aislados de S. sonnei resistentes a la ESC con el primer número mayor de la composición de genes de virulencia (ia1 + ipaH + vir + sen) siendo resistentes a 3 a 6 antibióticos, el 71,1% pertenecían al tipo A (57,9%) y al tipo B (13,2%), pero los aislados que albergaban el gen set1 eran más heterogéneos en el patrón de ERIC-PCR.
En el presente estudio todas las cepas de Shigella se aislaron de pacientes clínicos intestinales. Ningún paciente había sido hospitalizado o había fallecido tras los episodios de shigelosis. Según los informes clínicos, en la fase inicial de la shigelosis los pacientes infectados por aislados con genes ESBL positivos no eran más graves que los pacientes infectados por aislados con genes ESBL negativos. Sin embargo, la mayoría de estos pacientes tuvieron un tratamiento más largo, porque los médicos solían tratar la diarrea recetando cefotaxima o ceftriaxona (especialmente a los niños) en la región estudiada. Cuando el tratamiento fallaba, se utilizaban otros fármacos (como la fluoroquinolona o los inhibidores de la β-lactamasa) como sustituto para continuar el tratamiento. Además, todos los pacientes con infección por Shigella en el estudio fueron tratados con antibióticos, por lo que no teníamos datos relevantes para comparar el curso de la enfermedad tratada con antibióticos con el de la enfermedad tratada sin antibióticos.