Questa indagine ha riportato la prevalenza e la resistenza della Shigella resistente alle cefalosporine e l’analisi molecolare dei geni di resistenza alle cefalosporine e dei determinanti di virulenza negli isolati clinici del distretto di Xiaoshan, Hangzhou, Cina raccolti in un periodo di 5 anni. Nelle regioni economicamente non sviluppate, S. flexneri è la specie di Shigella più frequentemente isolata. Una situazione simile esiste anche in Cina, secondo i dati precedenti. Tuttavia, nel nostro studio S. sonnei era la causa più comune di dissenteria batterica, che era coerente con i risultati nei paesi industrializzati. Negli ultimi anni, i dati da Kaengkhoi District di Thialand, Ho Chi Minh City del Vietnam, Corea del Sud, Taiwan e le regioni est, nord e nord-est della Cina, che sono le regioni di recente industrializzazione, hanno anche mostrato un impressionante passaggio di specie da S. flexneri a S. sonnei. Pertanto, la transizione di specie della shigellosi nel presente studio può essere legata alla crescita economica nel distretto di Xiaoshan, periferia della città di Hangzhou con indicatori economici più elevati. Naturalmente, altri fattori possono anche giocare un ruolo e hanno bisogno di ulteriori ricerche.

Attraverso l’analisi dei dati di resistenza, abbiamo trovato che più della metà degli isolati di S. flexneri e S. sonnei erano resistenti all’ESC (cefotaxime). I dati di 8 paesi asiatici hanno mostrato un’alta prevalenza di resistenza agli antibiotici di prima linea AMP (53,0%) e SXT (81,0%) tra gli isolati di Shigella. Tuttavia, i tassi di resistenza ai due farmaci tra tutti i nostri isolati Shigella erano più alti (AMP, 97.8%; SXT, 85.4%), ed erano coerenti con i dati di altre indagini, Cina continentale. I dati della tabella 2 hanno mostrato che SAM non era appropriato per il trattamento della diarrea causata da S. flexneri, indipendentemente dai ceppi con ESC-resistenza (96,6%) o suscettibilità (85,2%); Al contrario, può essere utilizzato per prescrivere per S. sonnei infezioni, soprattutto per i cefotaxime ceppo suscettibile. Anche se il tasso di resistenza di Shigella a PIP era alto (83,7%) in questo studio, TZP era di molto alta attività anti-Shigella (Tabella 2).

Se il diametro della zona di inibizione di CAZ è ≥21 mm o quello di FEP ≥18 mm, i due antibiotici possono essere segnalati suscettibilità per enterobacteriaceae, indipendentemente dagli isolati producendo ESBLs o no, secondo il CLSI . In tutti gli isolati di Shigella studiati, sono stati osservati risultati simili di resistenza a CAZ e FEP (16,6% e 18,5%), che erano superiori a quello riportato da Yang et al. (5,2% e 6,5%) . Tuttavia, i tassi di resistenza nella tabella 2 indicavano che i due antibiotici erano più adatti per la terapia empirica dell’infezione di S. sonnei resistente all’ESC rispetto a quella dell’infezione di S. flexneri resistente all’ESC.

I fluorochinoloni sono gli antibiotici popolari per il trattamento della shigellosi grave sia negli adulti che nei bambini. I risultati della ricerca di Gu et al. hanno mostrato che il tasso di resistenza al CIP era del 29,1% tra il 2007 e il 2009 nell’area Asia-Africa. I dati della provincia di Henan, in Cina, hanno mostrato che il 21% e il 79% dei ceppi di S. flexneri hanno mostrato una resistenza di alto o basso livello a CIP, rispettivamente. Yang et al. hanno riferito che 27.9% e 9.7% Shigella erano resistenza a CIP e LEV, rispettivamente, nella provincia di Anhui, Cina. Nel nostro studio, un tasso di resistenza simile a CIP (24.2%) e un più alto tasso di resistenza a LEV (16.0%) sono stati esposti (Tabella 2). Tra gli isolati resistenti al fluorochinolone, il 95,3% (82/86, resistenza a CIP) e l’89,5% (51/57, resistenza a LEV) apparteneva a S. flexneri. La possibile causa era che gli isolati di S. flexneri possedevano spesso determinanti di resistenza ai chinoloni mediati da plasmidi (PMQR) o mutazioni nelle regioni che determinano la resistenza ai chinoloni (QRDR) dei geni della girasi e della topoisomerasi. Questa situazione era stata descritta in isolati provenienti da altre regioni della Cina da Zhang et al. , Zhu et al. e Pu et al.

Finora sono state descritte almeno 109 varianti degli enzimi CTX-M (CTX-M-1 a 124). Di questi CTX-M, 19 varianti (CTX-M-15, 16, 19, 23, 25, 27, 32, 35, 37, 40, 42, 53, 54, 55, 57, 58, 62, 64, 82, 93) mostrano l’attività di idrolisi aumentata contro la ceftazidima, e gli altri mostrano un tasso di idrolisi di cefotaxima molto più elevato rispetto alla ceftazidima. CTX-M-15 è la variante CTX-M più comunemente rilevata che idrolizza il ceftazidime ad alto livello nelle enterobacteriacee. In questo studio, 28 isolati di Shigella bla CTX-M-15 positivi all’ESC erano tutti resistenti alla ceftazidima (dati non mostrati). Non sono stati trovati altri geni varianti CTX-M che mediano la resistenza alla ceftazidima di alto livello (tabella 3). Nei geni bla CTX-M con efficienze catalitiche più alte contro cefotaxime che ceftazidime, bla CTX-M-14 era il più prevalente (53,0%), e coincide con i dati pubblicati in tutto il mondo in patogeni clinicamente importanti. OXA-30 appartiene alla classe D ossacillinasi gruppo III, e media la resistenza al cefepime ma non al ceftazidime. Purtroppo, 52 (26,3%) dei nostri isolati di Shigella resistente ESC ospitato bla OXA-30, e 12 di loro portato bla CTX-M-15 in concomitanza e conferito la resistenza alla cefotaxima, ceftazidime e cefepime (Tabella 3). Negli ultimi dieci anni, un emergere di ESBL-produzione Shigella spp. portando diversi tipi di geni ESBL è stato descritto in diversi paesi e regioni. Tuttavia, solo pochi studi hanno riportato nel mondo l’esistenza di AmpC β-lattamasi codificati da bla CMY-2 o bla DHA-1 in Shigella spp. In questo studio, abbiamo anche trovato 2 produttori di AmpC β-lattamasi con bla DHA-1 e bla CMY-2 nei ceppi di Shigella positivi al test dell’estratto tridimensionale. Il bla CMY-2 e il bla DHA-1 esisteva in 1 S. flexneri con bla CTX-M-14 e 1 S. sonnei con bla CTX-M-15 e bla OXA-30 , rispettivamente (Tabella 3).

In questo studio, abbiamo rilevato diversi geni patogeni (ial, ipaH, set1, sen e virA) per 198 isolati di Shigella resistenti ESC (Tabella 4). E ‘stato dimostrato che ial prende la responsabilità per la penetrazione della cellula epiteliale da Shigella e ipaH anche per la diffusione da cellula a cellula. Tutte le specie di Shigella studiate erano positive per il ipaH come previsto perché questo gene esiste in copie multiple sia sul cromosoma e il plasmide di Shigella. Al contrario, il gene ial si trova esclusivamente sul plasmide ed è stato rilevato solo in alcuni isolati di Shigella. Infatti, meno frequente esame del gene ial era stato descritto da Luscher e Altwegg , Kingombe et al. e Thong et al. . Tuttavia, questo gene è stato trovato in tutti i nostri ceppi di Shigella resistente ESC. Un altro fattore di virulenza VirA è coinvolto nell’assorbimento, la motilità e la trasmissione da cellula a cellula di Shigella all’interno dell’ospite umano. Si tratta di un fattore di virulenza essenziale nella patogenesi della malattia Shigella. Il tasso positivo di virA implicato tutti gli isolati della nostra collezione potrebbe avere la capacità (Tabella 4). Il gene cromosomico set1 codifica Shigella enterotossina 1 (ShET-1, composto da una A e cinque subunità B), che è generato da S. flexneri (principalmente nel tipo 2a) e non trovato in altre Shigella spp. Il gene sen che codifica Shigella enterotossina 2 (ShET-2) è portato su un plasmide di virulenza 140 MDa. E il sen è presente in tutte le specie di Shigella. Si ritiene che entrambe le tossine abbiano un ruolo nella manifestazione clinica della shigellosi. Nel nostro studio, il 79,3% dei ceppi di S. flexneri resistenti all’ESC sono risultati essere set1A e set1B positivi (62,1% isolati erano sierotipo f2a, Tabella 4), e questo è in accordo con i risultati precedenti; tuttavia, 17,1% (24/140) ESC-resistente S. sonnei isolati anche portato set1A e/o set1B geni (Tabella 4). I geni set1A e set1B si trovano sull’isola di patogenicità (PAI), un elemento cromosomico, acquisito lateralmente, integrativo di S. flexneri. L’escissione mediata dall’integrasi può verificarsi per l’isola di patogenicità she PAI, e risultare nella formazione di un prodotto di escissione circolare, che è un substrato per i processi di trasferimento laterale, ad esempio la coniugazione, il confezionamento in particelle fagiche e l’integrazione mediata da ricombinasi nel cromosoma. Questa può essere la causa del fatto che i due determinanti possono essere trovati nei nostri isolati di S. sonnei resistenti all’ESC studiati. E la carenza di set1A o set1B, o l’esistenza di mutazioni puntiformi nei siti di legame del primer può essere la possibile spiegazione per i due geni che non coesistono in alcuni isolati di S. sonnei resistenti alla ESC (Tabella 4). Inoltre, abbiamo trovato che gli isolati di S. flexneri con set1 erano più resistenti a CIP, LEV (p < 0,001, ciascuno) e FEP (p = 0,019) rispetto a quelli senza set1; per S. sonnei, gli isolati set1 positivi erano più probabilmente resistenza a SAM (p < 0,001), CIP, LEV (p < 0,001, ciascuno) e FEP (p = 0,002), e più probabilmente sensibilità a CAZ (p = 0,005) rispetto a quelli set1 negativi (dati non mostrati). Tuttavia, non pensiamo che ci fosse una correlazione tra set1 e la resistenza agli antibiotici, perché nessuno dei rapporti ha descritto attualmente che gli elementi genetici di invasione che portano geni di virulenza noti contengono determinanti di resistenza contemporaneamente in Shigella spp. Queste differenze di resistenza possono essere solo a causa della diffusione di plasmidi resistenti tra i diversi ceppi.

I risultati della tipizzazione ERIC-PCR hanno mostrato che la maggior parte dei casi di infezioni da S. flexneri e S. sonnei resistenti alla CSE erano causati da diversi ceppi identici, rispettivamente. Ciò indica che la diffusione clonale è stata probabilmente quella che ha contribuito maggiormente alla diffusione di S. flexneri e S. sonnei resistenti alla CSE nella regione studiata. Dei 46 isolati di S. flexneri resistenti alla ESC con il secondo maggior numero di composizione del gene di virulenza (ia1 + ipaH + virA + setlA + setlB + sen) resistente a 4-8 antibiotici, il 60,3% apparteneva al tipo A (43,1%) e al tipo B (17,2%). Di 114 isolati S. sonnei resistente ESC con il primo maggior numero della composizione del gene di virulenza (ia1 + ipaH + vir + sen) essendo resistente a 3 a 6 antibiotici, 71.1% apparteneva al tipo A (57.9%) e tipo B (13.2%), ma gli isolati che ospitavano il gene set1 erano più eterogenei in ERIC-PCR pattern.

Nel presente studio tutti i ceppi Shigella sono stati isolati da pazienti clinica intestinale. Nessun paziente era stato ricoverato o è morto in seguito a episodi di shigellosi. Secondo i rapporti clinici, nella fase iniziale della shigellosi i pazienti infettati da isolati positivi ai geni ESBL non erano più gravi di quelli dei pazienti infettati da isolati negativi ai geni ESBL. Tuttavia, la maggior parte di questi pazienti ha avuto un ciclo di trattamento più lungo, perché i medici erano soliti trattare la diarrea prescrivendo cefotaxime o ceftriaxone (in particolare per i bambini) nella regione studiata. Quando il trattamento falliva, altri farmaci (come il fluorochinolone o gli inibitori delle β-lattamasi) venivano usati come sostituto per continuare il trattamento. Inoltre, tutti i pazienti con infezione da Shigella nello studio sono stati trattati con antibiotici, quindi, non avevamo dati rilevanti per confrontare il corso della malattia trattata con antibiotici con quello della malattia trattata senza antibiotici.