Tato studie uvádí prevalenci a rezistenci Shigella rezistentních k ESC a molekulární analýzu genů rezistence k cefalosporinům a determinant virulence u klinických izolátů z okresu Xiaoshan, Hangzhou, Čína, shromážděných za období 5 let. V ekonomicky nerozvinutých oblastech je S. flexneri nejčastěji izolovaným druhem Shigella. Podobná situace je podle předchozích údajů také v Číně . V naší studii však byla S. sonnei nejčastější příčinou bakteriální úplavice, což odpovídá zjištěním v průmyslově vyspělých zemích. V posledních letech údaje z okresu Kaengkhoi v Thialandu, Ho Či Minova města ve Vietnamu, Jižní Koreje, Tchaj-wanu a východní, severní a severovýchodní oblasti Číny, což jsou nově industrializované regiony, rovněž vykazovaly nápadný posun druhu od S. flexneri k S. sonnei. Druhový přechod shigelózy v této studii proto může souviset s ekonomickým růstem v okrese Xiaoshan, předměstí města Hangzhou s vyššími ekonomickými ukazateli. Samozřejmě mohou hrát roli i další faktory, které je třeba dále zkoumat.

Pomocí analýzy údajů o rezistenci jsme zjistili, že více než polovina izolátů S. flexneri a S. sonnei byla rezistentní k ESC (cefotaximu). Údaje z 8 asijských zemí ukázaly vysokou prevalenci rezistence k antibiotikům první linie AMP (53,0 %) a SXT (81,0 %) mezi izoláty Shigella . Míra rezistence k oběma léčivům mezi všemi našimi izoláty shigel však byla vyšší (AMP, 97,8 %; SXT, 85,4 %) a odpovídala údajům z jiných šetření, pevninské Číny . Údaje z tabulky 2 ukázaly, že SAM není vhodný pro léčbu průjmů způsobených S. flexneri, bez ohledu na kmeny s rezistencí k ESC (96,6 %) nebo citlivostí (85,2 %); Naopak jej lze použít k předepsání u infekcí způsobených S. sonnei, zejména u kmenů citlivých k cefotaximu. Přestože míra rezistence shigel k PIP byla v této studii vysoká (83,7 %), TZP měl velmi vysokou anti-shigelovou aktivitu (tabulka 2).

Pokud je průměr inhibiční zóny CAZ ≥21 mm nebo průměr inhibiční zóny FEP ≥18 mm, lze podle CLSI u těchto dvou antibiotik uvádět citlivost na enterobakterie bez ohledu na to, zda izoláty produkují ESBL nebo ne . U všech studovaných izolátů Shigella byly pozorovány podobné výsledky rezistence k CAZ a FEP (16,6 % a 18,5 %), které byly vyšší než výsledky uváděné Yangem et al. (5,2 % a 6,5 %) . Míra rezistence uvedená v tabulce 2 však naznačuje, že tato dvě antibiotika jsou vhodnější pro empirickou léčbu infekce S. sonnei rezistentní k ESC než infekce S. flexneri rezistentní k ESC.

Fluorochinolony jsou oblíbenými antibiotiky pro léčbu závažné shigelózy u dospělých i dětí. Výsledky výzkumu Gu et al. ukázaly, že míra rezistence na CIP byla v letech 2007-2009 v asijsko-africké oblasti 29,1 %. Údaje z čínské provincie Henan ukázaly, že 21 % a 79 % kmenů S. flexneri vykazovalo vysokou, resp. nízkou rezistenci vůči CIP . Yang et al. uvedli, že 27,9 % a 9,7 % shigel bylo rezistentních vůči CIP a LEV v provincii Anhui v Číně. V naší studii byla prokázána podobná míra rezistence k CIP (24,2 %) a vyšší míra rezistence k LEV (16,0 %) (tabulka 2). Mezi izoláty rezistentními k fluorochinolonům patřilo 95,3 % (82/86, rezistence k CIP) a 89,5 % (51/57, rezistence k LEV) kmenů S. flexneri. Možnou příčinou bylo, že izoláty S. flexneri měly často plazmidem zprostředkovanou rezistenci k chinolonům (PMQR) nebo mutace v oblastech určujících rezistenci k chinolonům (QRDR) genů gyrázy a topoizomerázy. Tuto situaci popsali u izolátů z jiných oblastí Číny Zhang et al. , Zhu et al. a Pu et al. .

Dosud bylo popsáno nejméně 109 variant enzymů CTX-M (CTX-M-1 až 124). Z těchto CTX-M vykazuje 19 variant (CTX-M-15, 16, 19, 23, 25, 27, 32, 35, 37, 40, 42, 53, 54, 55, 57, 58, 62, 64, 82, 93) zvýšenou aktivitu hydrolýzy vůči ceftazidimu a ostatní vykazují mnohem vyšší míru hydrolýzy cefotaximu než ceftazidimu . CTX-M-15 je nejčastěji detekovanou variantou CTX-M, která hydrolyzuje ceftazidim ve vysoké míře u enterobakterií . V této studii bylo všech 28 bla CTX-M-15 pozitivních ESC-rezistentních izolátů Shigella rezistentních k ceftazidimu (údaje nejsou uvedeny). Nebyly nalezeny žádné další varianty genů CTX-M zprostředkující vysokou rezistenci k ceftazidimu (tabulka 3). U bla CTX-M genů s vyšší katalytickou účinností vůči cefotaximu než ceftazidimu převažoval bla CTX-M-14 (53,0 %) a shoduje se s údaji publikovanými ve světě u klinicky významných patogenů . OXA-30 patří do třídy D oxacilinázy skupiny III a zprostředkovává rezistenci k cefepimu, ale ne k ceftazidimu . Bohužel 52 (26,3 %) našich izolátů Shigella rezistentních k ESC hostilo bla OXA-30 a 12 z nich neslo bla CTX-M-15 současně a propůjčovalo rezistenci k cefotaximu, ceftazidimu a cefepimu (tabulka 3). V posledním desetiletí byl v různých zemích a oblastech popsán výskyt Shigella spp. produkujících ESBL, které nesou různé typy ESBL genů . Ve světě však existenci AmpC β-laktamáz kódovaných bla CMY-2 nebo bla DHA-1 u Shigella spp. zaznamenalo pouze několik studií . V této studii jsme také zjistili 2 producenty AmpC β-laktamáz s bla DHA-1 a bla CMY-2 u kmenů Shigella pozitivních v testu trojrozměrného extraktu. Bla CMY-2 a bla DHA-1 se vyskytovaly u 1 S. flexneri s bla CTX-M-14 a 1 S. sonnei s bla CTX-M-15 a bla OXA-30 , v uvedeném pořadí (tabulka 3).

V této studii jsme u 198 izolátů Shigella rezistentních k ESC zjistili několik patogenních genů (ial, ipaH, set1, sen a virA) (tabulka 4). Bylo prokázáno, že ial přebírá odpovědnost za penetraci epiteliální buňky shigelou a ipaH také za šíření z buňky na buňku . Všechny studované druhy shigel byly podle očekávání pozitivní na ipaH, protože tento gen existuje ve více kopiích jak na chromozomu, tak na plazmidu shigel. Naopak gen ial se nachází výhradně na plazmidu a byl zjištěn pouze u některých izolátů Shigella . Méně časté vyšetření genu ial totiž popsali Luscher a Altwegg , Kingombe et al. a Thong et al. Tento gen však byl nalezen u všech našich kmenů Shigella odolných vůči ESC. Další faktor virulence VirA se podílí na příjmu, motilitě a přenosu shigel z buňky na buňku v lidském hostiteli. Je to zásadní faktor virulence v patogenezi onemocnění Shigella . Pozitivní míra virA naznačovala, že všechny izoláty z naší sbírky by mohly mít tuto schopnost (tabulka 4). Chromozomální gen set1 kóduje enterotoxin 1 Shigella (ShET-1, složený z jedné podjednotky A a pěti podjednotek B), který je vytvářen S. flexneri (hlavně u typu 2a) a u jiných Shigella spp. se nevyskytuje . Gen sen kódující enterotoxin 2 Shigella (ShET-2) je nesen na plazmidu virulence o velikosti 140 MDa. Sen je přítomen u všech druhů Shigella. Má se za to, že oba toxiny se podílejí na klinických projevech shigelózy . V naší studii bylo zjištěno, že 79,3 % ESC-rezistentních kmenů S. flexneri je set1A a set1B pozitivních (62,1 % izolátů bylo sérotypu f2a, tabulka 4), a to je ve shodě s předchozími výsledky; 17,1 % (24/140) ESC-rezistentních izolátů S. sonnei však neslo také geny set1A a/nebo set1B (tabulka 4). Geny set1A a set1B se nacházejí na ostrově patogenity (PAI), chromozomálním, laterálně získaném, integračním elementu S. flexneri. U PAI she může docházet k integrázou zprostředkované excizi, jejímž výsledkem je tvorba kruhového excizního produktu, který je substrátem pro procesy laterálního přenosu, např. konjugaci, balení do fágových částic a rekombinázou zprostředkovanou integraci do chromozomu . To může být příčinou toho, že v námi studovaných izolátech S. sonnei rezistentních vůči ESC lze nalézt tyto dva determinanty. A nedostatek set1A nebo set1B nebo existence bodových mutací ve vazebných místech primerů může být možným vysvětlením toho, proč se oba geny u některých izolátů S. sonnei rezistentních k ESC nevyskytují současně (tabulka 4). Dále jsme zjistili, že izoláty S. flexneri se set1 byly odolnější vůči CIP, LEV (p < 0,001, každý z nich) a FEP (p = 0,019) než izoláty bez set1; u S. sonnei byly izoláty s pozitivním set1 pravděpodobněji rezistentní k SAM (p < 0,001), CIP, LEV (p < 0 .001, každý) a FEP (p = 0,002) a pravděpodobněji citlivé k CAZ (p = 0,005) než izoláty s negativním set1 (údaje nejsou uvedeny). Nicméně se nedomníváme, že by existovala korelace mezi set1 a rezistencí k antibiotikům, protože žádná ze zpráv v současné době nepopisuje, že by invazní genetické elementy nesoucí známé geny virulence obsahovaly současně determinanty rezistence u Shigella spp. Tyto rozdíly v rezistenci mohou být způsobeny pouze šířením rezistentních plazmidů mezi různými kmeny.

Výsledky typizace ERIC-PCR ukázaly, že většina případů infekcí S. flexneri a S. sonnei rezistentních k ESC byla způsobena několika identickými kmeny, resp. To naznačuje, že k šíření S. flexneri a S. sonnei rezistentních vůči ESC ve studovaném regionu pravděpodobně nejvíce přispělo klonální šíření. Ze 46 ESC-rezistentních izolátů S. flexneri s druhým největším počtem genů složení virulence (ia1 + ipaH + virA + setlA + setlB + sen) rezistentních ke 4 až 8 antibiotikům patřilo 60,3 % k typu A (43,1 %) a typu B (17,2 %). Ze 114 izolátů S. sonnei rezistentních k ESC s prvním největším počtem složení genů virulence (ia1 + ipaH + vir + sen), které byly rezistentní k 3 až 6 antibiotikům, patřilo 71,1 % k typu A (57,9 %) a typu B (13,2 %), ale izoláty, které hostily gen set1, byly ve vzorci ERIC-PCR heterogennější.

V této studii byly všechny kmeny Shigella izolovány od pacientů střevní kliniky. Žádný pacient nebyl hospitalizován nebo nezemřel po epizodě shigelózy. Podle klinických zpráv nebyla časná fáze shigelózy u pacientů infikovaných izoláty s pozitivními geny ESBL závažnější než u pacientů infikovaných izoláty s negativními geny ESBL. Většina těchto pacientů však měla delší průběh léčby, protože lékaři ve studovaném regionu léčili průjmy předepisováním cefotaximu nebo ceftriaxonu (zejména u dětí). Když léčba selhala, používaly se jiné léky (např. fluorochinolony nebo inhibitory β-laktamáz) jako náhrada za pokračující léčbu. Kromě toho byli všichni pacienti s infekcí Shigella ve studii léčeni antibiotiky, proto jsme neměli k dispozici relevantní údaje, abychom mohli porovnat průběh onemocnění léčeného pomocí antibiotik s průběhem onemocnění léčeného bez antibiotik

.