Епидемиологично типизиране на нозокомиални карбапенем-резистентни изолати Acinetobacter baumannii чрез молекулярногенетични методи и техники, базирани на целогеномно секвениране

Автори

  • Т. Стратева Катедра по медицинска микробиология „Чл.-кор. проф. д-р Иван Митов, дмн“, Медицински факултет, Медицински университет – София Автор https://orcid.org/0000-0002-5197-1849
  • А. Стратев Клиника по анестезиология и интензивно лечение, УМБАЛ „Св. Иван Рилски“ – София; Катедра по анестезиология и интензивно лечение, Медицински факултет, Медицински университет – София Автор https://orcid.org/0009-0001-3856-4536
  • Св. Димов Катедра „Генетика“, Биологически факултет, Софийски университет „Св. Климент Охридски“ Автор https://orcid.org/0000-0002-2564-2427
  • А. Колевски Централна лаборатория по микробиология, УМБАЛ „Александровска“ – София Автор
  • С. Пейков Катедра по медицинска микробиология „Чл.-кор. проф. д-р Иван Митов, дмн“, Медицински факултет, Медицински университет – София; Катедра „Генетика“, Биологически факултет, Софийски университет „Св. Климент Охридски“; Лаборатория БиоИнфоТех, София Тех Парк – София Автор https://orcid.org/0000-0001-9431-9511

Ключови думи :

карбапенем-резистентни изолати Acinetobacter baumannii, мултиплекс PCR за идентификация на секвенционни групи и клонове, целогеномно секвениране, типизиране чрез мултилокусно секвениране, KL типизиране, OCL типизиране, международен клон 2, глобален високорисков клон ST2

Абстракт

Целта на настоящото проучване е извършване на епидемиологично типизиране на нозокомиални карбапенем-резистентни изолати Acinetobacter baumannii (CRAB) от четири университетски болници в България чрез молекулярногенетични методи и техники, базирани на целогеномно секвениране (WGS). Бяха изследвани общо 80 CRAB (2014–2024 г.), предварително идентифицирани с автоматизирани системи. Методологията включваше: определяне на антимикробна чувствителност, полимеразна верижна реакция (PCR) за откриване на гени за карбапенемази, WGS, мултиплекс PCR за идентификация на секвенционни групи и международни клонове (ICs), мултилокусно секвенционно типизиране (MLST), KL (локус за капсулен полизахарид) и OCL (локус за външномембранен коров липоолигозахарид) типизиране. Проучените CRAB бяха категоризирани като изолати с множествена (8.8%), екстензивна (52.5%) и екстензивна + трудна за лечение антимикробна резистентност (38.8%). Бяха установени придобити карбапенемази от клас D със следната честота на разпространение: 92.5% OXA-23-like, 3.8% OXA-24/40-like и 3.8% OXA-23-like + OXA-24/40-like. WGS доказа OXA-23 и OXA-72 (група OXA-24/40-like). Резултатите от мултиплекс PCR показаха превес на IC2 (76.7%), следван от секвенционна група G5 (15%). При WGS-базиран MLST анализ на 20 CRAB изолата, деветнадесет принадлежаха към секвенционен тип (ST) 2 (IC2) и един към ST636 (IC2). ST2 се беше асоциирал с OCL1 и няколко KL типа (KL9, KL77, KL2 и KL3), докато ST636, съответно с OCL2 и KL40. В заключение, проведеното епидемиологично типизиране на CRAB изолати разкрива явно доминиране на IC2 (общо 82.5%, определени чрез двете групи методи) и глобалния високорисков клон ST2 (95%) в мониторираните болници за проследения 10-годишен период. KL типизирането е ценен инструмент, притежаващ висока дискриминационна способност за разграничаване на нозокомиални изолати A. baumannii по хронология и място на изолиране.

Литература (библиография)

Sharma R, Lakhanpal D. Acinetobacter baumannii: A comprehensive review of global epidemiology, clinical implications, host interactions, mechanisms of antimicrobial resistance and mitigation strategies. Microb Pathog, 2025, 204: 107605.

Alenazi TA, Shaman MSB, Suliman DM, et al. The impact of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infection in critically ill patients with or without COVID-19 infection. Healthcare (Basel), 2023, 11 (4): 487.

Gedefie A, Demsis W, Ashagrie M, et al. Acinetobacter baumannii biofilm formation and its role in disease pathogenesis: A review. Infect Drug Resist, 2021, 14: 3711-3719.

Thacharodi A, Vithlani A, Hassan S, et al. Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii raises global alarm for new antibiotic regimens. iScience, 2024, 27 (12): 111367.

CDC. Antibiotic resistance threats in the United States, 2021-2022. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, CDC; 2024. Available online: https://www.cdc.gov/antimicrobial-resistance/data-research/threats/update-2022.html [Accessed 31 January 2026].

World Health Organization. WHO Bacterial Priority Pathogens List, 2024: bacterial pathogens of public health importance to guide research, development and strategies to prevent and control antimicrobial resistance. Geneva: World Health Organization; 2024. Available online: https://www.who.int/publications/i/item/9789240093461 [Accessed 31 January 2026].

Pogue JM, Zhou Y, Kanakamedala H, Cai B. Burden of illness in carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii infections in US hospitals between 2014 and 2019. BMC Infect Dis, 2022, 22 (1): 36.

Zhen X, Chen Y, Hu X, et al. The difference in medical costs between carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii and non-resistant groups: a case study from a hospital in Zhejiang province, China. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2017, 36 (10): 1989-1994.

Antimicrobial Resistance Collaborators. Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. Lancet, 2022, 399 (10325): 629-655.

Papathanakos G, Andrianopoulos I, Papathanasiou A, et al. Pandrug-resistant Acinetobacter baumannii treatment: still a debatable topic with no definite solutions. J Antimicrob Chemother, 2020, 75 (10): 3081.

Boutzoukas A, Doi Y. The global epidemiology of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. JAC Antimicrob Resist, 2025, 7 (4): dlaf134.

Shelenkov A, Akimkin V, Mikhaylova Y. International clones of high risk of Acinetobacter baumannii – definitions, history, properties and perspectives. Microorganisms, 2023, 11 (8): 2115.

Hansen F, Porsbo LJ, Frandsen TH, et al. Characterisation of carbapenemase-producing Acinetobacter baumannii isolates from Danish patients 2014-2021: detection of a new international clone – IC11. Int J Antimicrob Agents, 2023, 62 (2): 106866.

Xu A, Li M, Hang Y, et al. Multicenter retrospective genomic characterization of carbapenemase-producing Acinetobacter baumannii isolates from Jiangxi patients 2021-2022: identification of a novel international clone, IC11. mSphere, 2024, 9 (6): e0027624.

Anwer R. Molecular epidemiology and molecular typing methods of Acinetobacter baumannii: An updated review. Saudi Med J, 2024, 45 (5): 458-467.

Magiorakos AP, Srinivasan A, Carey RB, et al. Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin Microbiol Infect, 2012, 18 (3): 268-281.

Kadri SS, Adjemian J, Lai YL, et al. Difficult-to-treat resistance in Gram-negative bacteremia at 173 US hospitals: Retrospective cohort analysis of prevalence, predictors, and outcome of resistance to all first-line agents. Clin Infect Dis, 2018, 67 (12): 1803-1814.

Strateva TV, Sirakov I, Stoeva TJ, et al. Phenotypic and molecular characteristics of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates from Bulgarian intensive care unit patients. Microorganisms, 2023, 11 (4): 875.

Turton JF, Gabriel SN, Valderrey C, et al. Use of sequence-based typing and multiplex PCR to identify clonal lineages of outbreak strains of Acinetobacter baumannii. Clin Microbiol Infect, 2007, 13 (8): 807-815.

Karah N, Sundsfjord A, Towner K, Samuelsen Ø. Insights into the global molecular epidemiology of carbapenem non-susceptible clones of Acinetobacter baumannii. Drug Resist Updat, 2012, 15 (4): 237-247.

Wyres KL, Cahill SM, Holt KE, et al. Identification of Acinetobacter baumannii loci for capsular polysaccharide (KL) and lipooligosaccharide outer core (OCL) synthesis in genome assemblies using curated reference databases compatible with Kaptive. Microb Genom, 2020, 6 (3): e000339.

Cahill SM, Hall RM, Kenyon JJ. An update to the database for Acinetobacter baumannii capsular polysaccharide locus typing extends the extensive and diverse repertoire of genes found at and outside the K locus. Microb Genom, 2022, 8 (10): mgen000878.

Pearl S, Anbarasu A. Genomic landscape of nosocomial Acinetobacter baumannii: A comprehensive analysis of the resistome, virulome, and mobilome. Sci Rep, 2025, 15 (1): 18203.

Li S, Jiang G, Wang S, et al. Emergence and global spread of a dominant multidrug-resistant clade within Acinetobacter baumannii. Nat Commun, 2025, 16 (1): 2787.

Borges Duarte DF, Gonçalves Rodrigues A. Acinetobacter baumannii: insights towards a comprehensive approach for the prevention of outbreaks in health-care facilities. APMIS, 2022, 130 (6): 330-337.

Rahman A, Styczynski A, Khaleque A, et al. Genomic landscape of prominent XDR Acinetobacter clonal complexes from Dhaka, Bangladesh. BMC Genomics, 2022, 23 (1): 802.

Thoma R, Seneghini M, Seiffert SN, et al. The challenge of preventing and containing outbreaks of multidrug-resistant organisms and Candida auris during the coronavirus disease 2019 pandemic: report of a carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii outbreak and a systematic review of the literature. Antimicrob Resist Infect Control, 2022, 11 (1): 12.

Castanheira M, Mendes RE, Gales AC. Global epidemiology and mechanisms of resistance of Acinetobacter baumannii-calcoaceticus complex. Clin Infect Dis, 2023, 76 (Suppl 2): S166-S178.

Towner KJ, Levi K, Vlassiadi M, ARPAC Steering Group. Genetic diversity of carbapenem-resistant isolates of Acinetobacter baumannii in Europe. Clin Microbiol Infect, 2008, 14 (2): 161-167.

Karah N, Giske CG, Sundsfjord A, Samuelsen Ø. A diversity of OXA-carbapenemases and class 1 integrons among carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii clinical isolates from Sweden belonging to different international clonal lineages. Microb Drug Resist, 2011, 17 (4): 545-549.

Hummel D, Juhasz J, Kamotsay K, et al. Genomic investigation and comparative analysis of European high-risk clone of Acinetobacter baumannii ST2. Microorganisms, 2024, 12 (12): 2474.

Kostyanev T, Xavier BB, García-Castillo M, et al. Phenotypic and molecular characterizations of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates collected within the EURECA study. Int J Antimicrob Agents, 2021, 57 (6): 106345.

Frenk S, Temkin E, Lurie-Weinberger MN, et al. Large-scale WGS of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates reveals patterns of dissemination of ST clades associated with antibiotic resistance. J Antimicrob Chemother, 2022, 77 (4): 934-943.

Valcek A, Nesporova K, Whiteway C, et al. Genomic analysis of a strain collection containing multidrug, extensively drug-, pandrug-, and carbapenem-resistant modern clinical isolates of Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother, 2022, 66 (9): e0089222.

Gajic I, Jovicevic M, Milic M, et al. Clinical and molecular characteristics of OXA-72-producing Acinetobacter baumannii ST636 outbreak at a neonatal intensive care unit in Serbia. J Hosp Infect, 2021, 112: 54-60.

Dobrović K, Škrobo T, Selec K, et al. Healthcare-associated bloodstream infections due to multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in COVID-19 intensive care unit: A single-center retrospective study. Microorganisms, 2023, 11 (3): 774.

Tafaj S, Kostyanev T, Xavier BB, et al. Clonal transmission of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii harbouring blaOXA-24-like and blaOXA-23-like genes in a tertiary hospital in Albania. J Glob Antimicrob Resist, 2020, 23: 79-81.

Maure A, Robino E, Van der Henst C. The intracellular life of Acinetobacter baumannii.

Файлове за сваляне

Публикуван

20-04-2026

Брой

Раздел (Секция)

Оригинални статии

Как да цитирате

Стратева, Т., Стратев, А., Димов, С., Колевски, А., & Пейков, С. (2026). Епидемиологично типизиране на нозокомиални карбапенем-резистентни изолати Acinetobacter baumannii чрез молекулярногенетични методи и техники, базирани на целогеномно секвениране. Medical Review (Медицински преглед), 62(3), 19-30. https://journals.mu-sofia.bg/index.php/mr/article/view/766

Подобни статии

Можете също да прегледате стартирайте разширено търсене за подобни статии във връзка с тази статия.