Esta investigação relatou a prevalência e resistência da Shigella resistente à ESC, e a análise molecular dos genes de resistência à cefalosporina e determinantes de virulência em isolados clínicos do Distrito de Xiaoshan, Hangzhou, China, coletados durante um período de 5 anos. Nas regiões economicamente não desenvolvidas, S. flexneri é a espécie Shigella mais frequentemente isolada. Uma situação semelhante também existe na China, de acordo com dados anteriores . No entanto, em nosso estudo S. sonnei foi a causa mais comum de disenteria bacteriana, o que foi consistente com os achados nos países industrializados. Nos últimos anos, os dados do Distrito de Kaengkhoi de Thialand, Cidade de Ho Chi Minh do Vietname, Coreia do Sul, Taiwan e as regiões Leste, Norte e Nordeste da China, que são as regiões recentemente industrializadas, também mostraram uma mudança notável de espécies de S. flexneri para S. sonnei. Portanto, a transição de espécies de shigellosis no presente estudo pode estar relacionada com o crescimento econômico no Distrito de Xiaoshan, subúrbio da cidade de Hangzhou com indicadores econômicos mais elevados. Naturalmente, outros fatores também podem desempenhar um papel e necessitam de mais pesquisas.
Por meio da análise dos dados de resistência, descobrimos que mais da metade dos isolados de S. flexneri e S. sonnei eram resistentes à ESC (cefotaxima). Dados de 8 países asiáticos mostraram uma alta prevalência de resistência aos antibióticos de linha de frente AMP (53,0%) e SXT (81,0%) entre os isolados de Shigella. Entretanto, as taxas de resistência aos dois medicamentos entre todos os nossos isolados de Shigella foram mais altas (AMP, 97,8%; SXT, 85,4%), e foram consistentes com os dados de outras investigações, da China Continental. Os dados da Tabela 2 mostraram que a SAM não era apropriada para o tratamento da diarréia causada por S. flexneri, independentemente das cepas com resistência à ESC (96,6%) ou suscetibilidade (85,2%); Pelo contrário, pode ser usada para prescrever infecções por S. sonnei, especialmente para as cepas susceptíveis à cefotaxima. Embora a taxa de resistência da Shigella à PIP tenha sido alta (83,7%) neste estudo, a TZP foi de atividade anti-Shigella muito alta (Tabela 2).
Se o diâmetro da zona de inibição da CAZ for ≥21 mm ou da FEP ≥18 mm, os dois antibióticos podem ser relatados como suscetíveis a enterobactérias, independentemente dos isolados que produzem ESBLs ou não, de acordo com o CLSI . Em todos os isolados de Shigella estudados, foram observados resultados similares de resistência à CAZ e FEP (16,6% e 18,5%), que foram superiores aos relatados por Yang et al. (5,2% e 6,5%) . Entretanto, as taxas de resistência na Tabela 2 indicaram que os dois antibióticos foram mais adequados para a terapia empírica da infecção por S. sonnei resistente à ESC do que a infecção por S. flexneri resistente à ESC.
Fluoroquinolonas são os antibióticos populares para o tratamento da shigelose grave, tanto em adultos quanto em crianças. Resultados de pesquisas de Gu et al. mostraram que a taxa de resistência à CIP foi de 29,1% entre 2007 e 2009 na área da Ásia-África. Dados da Província de Henan, China, mostraram que 21% e 79% das cepas de S. flexneri mostraram resistência de alto ou baixo nível à CIP, respectivamente. Yang et al. relataram que 27,9% e 9,7% de Shigella apresentaram resistência à CIP e LEV, respectivamente, na província de Anhui, China. Em nosso estudo, uma taxa similar de resistência ao CIP (24,2%) e uma taxa maior de resistência ao LEV (16,0%) foram exibidas (Tabela 2). Entre os isolados resistentes à fluoroquinolona, 95,3% (82/86, resistência ao CIP) e 89,5% (51/57, resistência ao LEV) pertenciam às cepas de S. flexneri. A causa possível foi que os isolados de S. flexneri freqüentemente possuíam determinantes da resistência à quinolona mediada por plasmídeos (PMQR) ou mutações nas regiões determinantes da resistência à quinolona (QRDR) dos genes da giramase e da topoisomerase. Esta situação tinha sido descrita em isolados de outras regiões da China por Zhang et al. , Zhu et al. e Pu et al. .
Até agora, pelo menos 109 variantes de enzimas CTX-M (CTX-M-1 a 124) foram descritas. Destas CTX-M, 19 variantes (CTX-M-15, 16, 19, 23, 25, 27, 27, 32, 35, 37, 40, 42, 53, 54, 55, 57, 58, 62, 64, 82, 93) exibem o aumento da atividade de hidrólise contra a ceftazidima, e as outras exibem uma taxa de hidrólise de cefotaxima muito maior do que a ceftazidima . CTX-M-15 é a variante CTX-M mais normalmente detectada que hidrolisa a ceftazidima a um nível elevado em enterobactérias . Neste estudo, 28 bla CTX-M-15 isolados positivos de Shigella resistentes à ESC foram todos resistentes à ceftazidima (dados não mostrados). Não foram encontrados outros genes da variante CTX-M que mediassem a resistência à ceftazidima em alto nível (Tabela 3). Nos genes bla CTX-M com maior eficiência catalítica contra a cefotaxima do que a ceftazidima, bla CTX-M-14 foi o mais prevalente (53,0%), e coincide com os dados publicados mundialmente em patógenos clinicamente importantes. OXA-30 pertence à classe D oxacillinase do grupo III, e medeia a resistência à cefepima mas não à ceftazidima . Infelizmente, 52 (26,3%) de nossos isolados Shigella resistentes à ESC hospedaram bla OXA-30 , e 12 deles transportaram bla CTX-M-15 concomitantemente e conferiram resistência à cefotaxima, ceftazidima e cefepima (Tabela 3). Na última década, foi descrito o surgimento de Shigella spp. produtoras de ESBL, portadoras de diferentes tipos de genes ESBL, em diferentes países e regiões. No entanto, apenas alguns estudos relataram no mundo a existência de AmpC β-lactamases codificadas por bla CMY-2 ou bla DHA-1 em Shigella spp. . Neste estudo, também encontramos 2 produtores de AmpC β-lactamase com bla DHA-1 e bla CMY-2 no teste de extrato tridimensional de cepas de Shigella positivas. O bla CMY-2 e o bla DHA-1 existiram em 1 S. flexneri com bla CTX-M-14 e 1 S. sonnei com bla CTX-M-15 e bla OXA-30 , respectivamente (Tabela 3).
Neste estudo, detectamos vários genes patogênicos (ial, ipaH, set1, sen e virA) para 198 isolados de Shigella resistentes à ESC (Tabela 4). Foi demonstrado que o ial assume a responsabilidade pela penetração da célula epitelial pela Shigella e ipaH também pela propagação de célula para célula . Todas as espécies de Shigella estudadas foram positivas para o ipaH como esperado, pois este gene existe em múltiplas cópias tanto no cromossomo como no plasmídeo da Shigella. Por outro lado, o gene ial está localizado exclusivamente no plasmídeo e só foi detectado em alguns isolados de Shigella . De facto, o exame menos frequente do gene ial tinha sido descrito por Luscher e Altwegg , Kingombe et al. e Thong et al. . No entanto, este gene foi encontrado em todas as nossas cepas de Shigella resistentes ao ESC. Outro fator de virulência VirA está envolvido na absorção, motilidade e transmissão célula a célula de Shigella dentro do hospedeiro humano. É um fator de virulência essencial na patogênese da doença Shigella. A taxa positiva de virA implica que todos os isolados de nossa coleção podem ter a capacidade (Tabela 4). O gene cromossômico set1 codifica a enterotoxina Shigella 1 (ShET-1, composto de uma subunidade A e cinco B), que é gerada por S. flexneri (principalmente no tipo 2a) e não encontrada em outras Shigella spp. . O gene sen que codifica a Shigella enterotoxina 2 (ShET-2) é carregado em um plasmídeo de 140 MDa virulência. E o sen está presente em todas as espécies de Shigella. As duas toxinas são consideradas como tendo um papel na manifestação clínica da shigelose. Em nosso estudo, 79,3% das cepas de S. flexneri resistentes à ESC foram encontradas como set1A e set1B positivas (62,1% dos isolados foram serotipo f2a, Tabela 4), e isto está de acordo com os resultados anteriores; entretanto, 17,1% (24/140) dos isolados de S. sonnei resistentes à ESC também carregaram genes set1A e/ou set1B (Tabela 4). Os genes set1A e set1B estão localizados na ilha de patogenicidade (PAI), um elemento cromossômico, adquirido lateralmente, integrador de S. flexneri. A excisão mediada por integração pode ocorrer para o PAI, e resultar na formação de um produto de excisão circular, que é um substrato para processos de transferência lateral, por exemplo, conjugação, embalagem em partículas de fago e integração mediada por recombinação no cromossomo. Esta pode ser a causa que os dois determinantes podem ser encontrados em nossos isolados de S. sonnei resistentes à ESC estudados. E a deficiência de set1A ou set1B, ou a existência de mutações pontuais nos locais de ligação do primer pode ser a possível explicação para os dois genes não coexistentes em alguns isolados de S. sonnei resistentes à ESC (Tabela 4). Além disso, encontramos que os isolados de S. flexneri com set1 foram mais resistentes ao CIP, LEV (p < 0,001, cada um) e FEP (p = 0,019) do que aqueles sem set1; para S. sonnei, os isolados positivos set1 eram mais resistentes ao SAM (p < 0,001), CIP, LEV (p < 0,001, cada) e FEP (p = 0,002), e mais sensíveis ao CAZ (p = 0,005) do que os negativos set1 (dados não mostrados). No entanto, não acreditamos que tenha havido correlação entre o set1 e a resistência aos antibióticos, pois nenhum dos relatórios descreveu atualmente que os elementos genéticos invasivos portadores de genes de virulência conhecidos contêm determinantes de resistência simultaneamente em Shigella spp. Essas diferenças de resistência podem ser devidas apenas à disseminação de plasmídeos resistentes entre as diferentes linhagens.
Os resultados da tipagem ERIC-PCR mostraram que a maioria dos casos de infecções por S. flexneri e S. sonnei resistentes a ESC foram causadas por várias linhagens idênticas, respectivamente . Isso indica que a disseminação clonal foi provavelmente a que mais contribuiu para a disseminação de S. flexneri e S. sonnei resistentes à ESC dentro da região estudada. Dos 46 isolados de S. flexneri resistentes à ESC com o segundo maior número da composição genética da virulência (ia1 + ipaH + virA + setlA + setlB + sen) sendo resistentes a 4 a 8 antibióticos, 60,3% pertenciam ao tipo A (43,1%) e ao tipo B (17,2%). Dos 114 isolados S. sonnei resistentes à ESC com o primeiro maior número da composição do gene da virulência (ia1 + ipaH + vir + sen) sendo resistentes a 3 a 6 antibióticos, 71,1% pertenciam ao tipo A (57,9%) e tipo B (13,2%), mas os isolados que hospedaram o gene set1 foram mais heterogêneos no padrão ERIC-PCR.
Neste estudo todas as cepas de Shigella foram isoladas de pacientes com clínica intestinal. Nenhum paciente havia sido hospitalizado ou falecido após episódios de shigellosis. De acordo com os relatos clínicos, o estágio inicial da shigellosis os pacientes infectados pelos genes ESBL isolados positivos não foram mais graves do que os pacientes infectados pelos genes ESBL isolados negativos. No entanto, a maioria destes pacientes teve um tratamento mais prolongado, porque os médicos costumavam tratar a diarreia prescrevendo cefotaxima ou ceftriaxona (particularmente para crianças) na região estudada. Quando o tratamento falhou, outros medicamentos (como a fluoroquinolona ou os inibidores da lactamase β) seriam usados como substituto para continuar o tratamento. Além disso, todos os pacientes com infecção por Shigella no estudo foram tratados com antibióticos, portanto, não tínhamos dados relevantes para comparar o curso da doença tratada com antibióticos com o da doença tratada sem antibióticos.