Biological characteristics of the enteroaggregative escherichia coli ont:h30 18-726 (no. B-8857) strain isolated from a patient with ulcerative colitis and a new method of pcr identification

封面

如何引用文章

全文:

详细

The aim of the work is to assess biological properties of the enteroaggregative Escherichia coli (EAgEC) strain isolated from the colon mucosa biopsy material from a patient with ulcerative colitis, and to develop a new method for PCR identification of E. coli strains. 

Materials and methods. The study involved 46 patients with a verified ulcerative colitis. Isolation of 87 E. coli strains was carried out by using colon biopsy material obtained during a standard endoscopic procedure. The description of the biochemical bacterial properties was combined with the molecular genetic detection of virulence determinants and presence of antibiotic resistance mechanisms. Using the “AmpliSense® Escherichiose — FL” reagent kit, a screening for the presence of diarrheagenic E. coli strains was performed, which revealed the presence of a single strain of EAgEC. The methodological approach to creating a new method for strain identification was based on the search for a unique genetic sequence within the glutamate decarboxylase (gad) gene.

 Results. E. coli 18-726 can be described biochemically typical to its species. The studied strain was characterized by a multiple resistance phenotype (MDR) to antibiotics, as well as a lack of sensitivity to five bacteriophages. The E. coli 18-726 strain had a unique sequence of the gene encoding the O-antigen, which differed from 188 known O-antigens (ONT) and, by the identity of the nucleotide sequence of the gene encoding the synthesis of the H-antigen, the strain belonged to the H30 serovar. Thus, the antigenic formula of strain EAgEC 18-726 was expressed as ONT:H30. The E. coli 18-726 strain contained a significant spectrum of genes that enable properties of virulence (iss, capU, aggA, aggB, aggC, aggD, aap, aar) and resistance to antibiotics (blaCTX-M-15, blaTEM-1B, aadA1, aadA5, mph(A), catB3). A new method for identifying EAgEC in chronic bowel disease is based on the polymerase chain reaction method using primers for a specific region of bacterial glutamate decarboxylase (gad) gene. Conclusion. 1) The biochemical, antigenic and molecular genetic properties of E. coli ONT:H30 18-726 strain (No. B-8857) isolated from a patient with histomorphologically diagnosed ulcerative colitis were analyzed. 2) A method for PCR identification of EAgEC strains based on the detection of a specific region within the bacterial genomic glutamate decarboxylase gene has been created and patented.

作者简介

Maria Makarova

St. Petersburg Pasteur Institute; Mechnikov North-Western State Medical University

Email: makmaria@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3600-2377
SPIN 代码: 7915-1758

DSc (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Enteric Infections; Associate Professor, Department of Medical Microbiology

俄罗斯联邦, St. Petersburg; Saint-Petersburg

Egor Kruglov

Reaviz Medical University; State Research and Test Institute of Military Medicine

Email: krugegr@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-6955-1025
SPIN 代码: 7994-1414

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Clinical Medicine; Researcher, Research and Testing Department

俄罗斯联邦, Самара; Санкт-Петербург

Lidia Kaftyreva

Saint-Petersburg Pasteur Institute; Mechnikov North-West State Medical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: kaflidia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0989-1404
SPIN 代码: 6721-7873

DSc (Medicine), Leading Researcher, Typhoid Epidemiology Research Group; Professor, Department of Medical Microbiology

俄罗斯联邦, St. Petersburg; St. Petersburg

参考

  1. Баранцевич Е.П., Баранцевич Н.Е. Применение MALDI-ToF масс-спектрометрии в клинической микробиологии // Трансляционная медицина. 2014. № 3. С. 23–28. [Barantsevich E.P., Barantsevich N.E. MALDI-ToF mass spectrometry in clinical microbiology. Translyatsionnaya meditsina = Translational Medicine, 2014, no. 3, pp. 23–28. (In Russ.)] doi: 10.18705/2311-4495-2014-0-3-23-28
  2. Галстян Г.М., Гапонова Т.В., Жибурт Е.Б., Балашова Е.Н., Берковский А.Л., Быстрых О.А., Купряшов А.А., Оловникова Н.И., Ошоров А.В., Рыбка М.М., Троицкая В.В., Буланов А.Ю., Журавель С.В., Лубнин А.Ю., Мазурок В.А., Недомолкин С.В., Певцов Д.Э., Рогачевский О.В., Салимов Э.Л., Трахтман П.Е., Чжао А.В., Шерстнев Ф.С., Савченко В.Г. Клиническое использование криопреципитата // Гематология и трансфузиология. 2020. Т. 65, № 1. С. 87–114. [Galstyan G.M., Gaponova T.V., Zhiburt E.B., Balashova E.N., Berkovskiy A.L., Bystrykh O.A., Kupryashov A.A., Olovnikova N.I., Oshorov A.V., Rybka M.M., Troitskaya V.V., Bulanov A.Yu., Zhuravel S.V., Lubnin A.Yu., Mazurok V.A., Nedomolkin S.V., Pevtcov D.E., Rogachevskiy O.V., Salimov E.L., Trakhtman P.E., Chzhao A.V., Sherstnev F.S., Savchenko V.G. Clinical guidelines for cryoprecipitate transfusions. Gematologiya i transfuziologiya = Russian Journal of Hematology and Transfusiology, 2020, vol. 65, no. 1, pp. 87–114. (In Russ.)] doi: 10.35754/0234-5730-2020-65-1-87-114
  3. Егорова С.А., Кафтырева Л.А., Липская Л.В., Коноваленко И.Б., Пясетская М.Ф., Курчикова Т.С., Ведерникова Н.Б., Морозова О.Т., Смирнова М.В., Попенко Л.Н., Любушкина М.И., Савочкина Ю.А., Макарова М.А., Сужаева Л.В., Останкова Ю.В., Иванова М.Н., Павелкович А.М., Наабер П., Сепп Э., Кыльялг С., Мицюлявичене И., Балоде А. Штаммы энтеробактерий, продуцирующие бета-лактамазы расширенного спектра и металло-β-лактамазу ndm-1, выделенные в стационарах в странах Балтийского региона // Инфекция и иммунитет. 2013. Т. 3, № 1. С. 29–36. [Egorova S.A., Kaftyreva L.A., Lipskaya L.V., Konovalenko I.B., Pyasetskaya M.F., Kurchikova T.S., Vedernikova N.B., Morozova O.T., Smirnova M.V., Popenko L.N., Lyubushkina M.I., Savochkina Yu.A., Makarova M.A., Suzhaeva L.V., Ostankova Yu.V., Ivanova M.N., Pavelkovich A.M., Naaber P., Sepp E., Kyl’yalg S., Mitsyulyavichene I., Balode A. Enterobacteriacae, producing ESBLs and metallo-β-lactamase NDM-1, isolated in hospitals of Baltic region countries. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2013, vol. 3, no. 1, pp. 29–36 (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2013-1-29-36
  4. Каторкин С.Е., Жестков А.В., Суворова Г.Н., Мякишева Ю.В., Лямин А.В., Андреев П.С., Давыдова О.Е., Круглов Е.Е. Комплексная характеристика клинических, патоморфологических, микробиологических особенностей язвенного колита // Военно-медицинский журнал. 2019. Т. 340, № 10. С. 68–71. [Katorkin S.E., Zhestkov A.V., Suvorova G.N., Myakisheva Yu.V., Lyamin A.V., Andreev P.S., Davydova O.E., Kruglov E.E. Complex characteristics of clinical, pathological and microbiological features of ulcerative colitis. Voenno-meditsinskiy zhurnal = Military Medical Journal, 2019, vol. 340, no. 10, pp. 68–71. (In Russ.)]
  5. Макарова М.А., Круглов Е.Е., Матвеева З.Н., Зверякина Н.Н., Кафтырева Л.А. Характеристика штаммов Esсherichia coli, выделенных при остром аппендиците и хроническом язвенном колите // Проблемы медицинской микологии. 2020. Т. 22, № 4. С. 66–71. [Makarova M.A., Kruglov E.E., Matveeva Z.N., Zveryakina N.N., Kaftyreva L.A. Characteristics of Escherichia coli strains isolated in acute appendicitis and ulcerative colitis. Problemy meditsinskoi mikologii = Problems in Medical Mycology, 2020, vol. 22, no. 4, pp. 66–71. (In Russ.)] doi: 10.24412/1999-6780-2020-4-66-71
  6. Об утверждении стандарта медицинской помощи больным с язвенным колитом (при оказании специализированной помощи): Приказ Минздравсоцразвития России от 8.06.2007 № 406. [On approval of the standard of medical care for patients with ulcerative colitis (in the provision of specialized care): Order of the Ministry of Health and Social Development of Russia dated June 8, 2007 No. 406. (In Russ.)] URL: https://docs.cntd.ru/document/902048232 (31.05.2022)
  7. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам: рекомендации Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии. Версия 2021-01. 222 с. [Assessment of microorganisms sensitivity to antimicrobial agents: Guidelines of the Interregional Association for Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. Version 2021-01. 222 p. (In Russ.)] URL: https://www.antibiotic.ru/minzdrav/category/clinical-recommendations (31.05.2022)
  8. Патент № 2758475 Российская Федерация, МПК C12Q 1/68 (2006.01). Способ выявления энтероагрегативных штаммов Escherichia coli из толстой кишки у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника: № 2020140059; заявлено 2020.12.04: опубликовано 2021.10.28 / Круглов Е.Е., Мякишева Ю.В., Викторов Д.А., Соловьев А.В., Лямин А.В., Жестков А.В., Макарова М.А., Кафтырева Л.А. Патентообладатель: Круглов Е.Е. 8 с. [Patent No. 2758475 Russian Federation, Int. Cl. C12Q 1/68 (2006.01). Method for detecting enteroaggregative Escherichia coli strains from the colon in patients with inflammatory bowel diseases. No. 2020140059; application: 2020.12.04: date of publication 2020.12.04 / Kruglov E.E., Myakisheva Yu.V., Viktorov D.A., Solovev A.V., Lyamin A.V., Zhestkov A.V., Makarova M.A., Kaftyreva L.A. Proprietor: Kruglov E.E. 8 p.]
  9. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике. Федеральные клинические рекомендации. М.: 2014. 39 с. [Rational use of bacteriophages in medical and anti-epidemic practice. Federal clinical guidelines. Moscow, 2014. 39 p. (In Russ.)]
  10. Суворова Г.Н., Мякишева Ю.В., Каторкин С.Е., Андреев П.С., Давыдова О.Е., Лямин А.В., Круглов Е.Е., Сухачев П.А. Гистологическая картина и микробный пейзаж при язвенном колите // Вестник новых медицинских технологий. 2018. Т. 25, № 4. С. 170–175. [Suvorova G.N., Myakisheva Yu.V., Katorkin S.E., Andreev P.S., Davydova O.E., Lyamin A.V., Kruglov E.E., Sukhachev P.A. Histology and microbic landscape with ulcerative colitis. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy = Journal of New Medical Technologies, 2018, vol. 25, no. 4, pp. 170–175. (In Russ.)] doi: 10.24411/1609-2163
  11. Язвенный колит: Клинические рекомендации. 2020. ID 193. 69 c. [Clinical guidelines «Ulcerative colitis». 2020. ID 193. 69 p. (In Russ.)] URL: https://cr.minzdravс.gov.ru/recomend/193_1 (31.05.2022)
  12. Biran D., Sura T., Otto A., Yair Y., Becher D., Ron E. Surviving serum — the E. coli iss gene (increased serum survival) of extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) is required for the synthesis of group 4 capsule. Infect. Immun., 2021, vol. 89, no. 10: e00316-21. doi: 10.1128/IAI.00316-21
  13. Bolocan A.S., Callanan J., Forde A., Ross P., Hill C. Phage therapy targeting Escherichia coli-a story with no end? FEMS Microbiol. Lett., 2016, vol. 363, no. 22: fnw256. doi: 10.1093/femsle/fnw256
  14. Butler D.A., Rana A.P., Krapp F., Patel S.R., Huang Y., Ozer E.A., Hauser A.R., Bulman Z.P. Optimizing aminoglycoside selection for KPC-producing Klebsiella pneumoniae with the aminoglycoside-modifying enzyme (AME) gene aac(6’)-Ib. J. Antimicrob. Chemother., 2021, vol. 76, no. 3, pp. 671–679. doi: 10.1093/jac/dkaa480
  15. Costa R.F.A., Ferrari M.L.A., Bringer M.A., Darfeuille-Michaud A., Martins F.S., Barnich N. Characterization of mucosa-associated Escherichia coli strains isolated from Crohn’s disease patients in Brazil. BMC Microbiol. 2020, vol. 20, no. 1: 178. doi: 10.1186/s12866-020-01856-x
  16. Desvaux M., Dalmasso G., Beyrouthy R., Barnich N., Delmas J., Bonnet R. Pathogenicity factors of genomic islands in intestinal and extraintestinal Escherichia coli. Front. Microbiol., 2020, vol. 25, no. 11: 2065. doi: 10.3389/fmicb.2020.02065
  17. Huang D.B., Nataro J.P., DuPont H.L., Kamat P.P., Mhatre A.D., Okhuysen P.C., Chiang T. Enteroaggregative Escherichia coli is a cause of acute diarrheal illness: a meta-analysis. Clin. Infect. Dis., 2006, vol. 43, no. 5, pp. 556–563. doi: 10.1086/505869
  18. Iablokov S.N., Klimenko N.S., Efimova D.A., Shashkova T., Novichkov P.S., Rodionov D.A., Tyakht A.V. Metabolic phenotypes as potential biomarkers for linking gut microbiome with inflammatory bowel diseases. Front. Mol. Biosci., 2021, no. 7: 603740. doi: 10.3389/fmolb.2020.603740
  19. Jenkins C. Enteroaggregative Escherichia coli. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 2018, vol. 416, pp. 27–50. doi: 10.1007/82_2018_105
  20. Jensen B.H., Olsen K.E., Struve C., Krogfelt K.A., Petersen A.M. Epidemiology and clinical manifestations of enteroaggregative Escherichia coli. Clin. Microbiol. Rev., 2014, vol. 27, no. 3, pp. 614–630. doi: 10.1128/CMR.00112-13
  21. Moraes C., Longo J., Silva L.B., Pimenta D.C., Carvalho E., Morone M.S., da Rós N., Serrano S.M.T., Santos A.C.M., Piazza R.M.F., Barbosa A.S., Elias W.P. Surface protein dispersin of enteroaggregative Escherichia coli binds plasminogen that is converted into active plasmin. Front. Microbiol., 2020, no. 11: 1222. doi: 10.3389/fmicb.2020.01222
  22. Morin N., Santiago A., Ernst R., Guillot S., Nataro J. Characterization of the AggR regulon in enteroaggregative E. coli. Infect. Immun., 2012, vol. 81, no. 10, pp. 122–132. doi: 10.1128/IAI.00676-12
  23. Mousavifar L., Roy R. Recent development in the design of small “drug-like” and nanoscale glycomimetics against Escherichia coli infections. Drug Discov. Today, 2021, vol. 26, no. 9, pp. 2124–2137. doi: 10.1016/j.drudis.2021.02.025
  24. Nuesch-Inderbinen M.T., Hofer E., Hächler H., Beutin L., Stephan R. Characteristics of enteroaggregative Escherichia coli isolated from healthy carriers and from patients with diarrhoea. J. Med. Microbiol., 2013, vol. 62, no. 12, pp. 1828–1834. doi: 10.1099/jmm.0.065177-0
  25. Prieto A., Bernabeu M., Sánchez-Herrero J.F., Pérez-Bosque A., Miró L., Bäuerl C., Collado C., Hüttener M., Juárez A. Modulation of AggR levels reveals features of virulence regulation in enteroaggregative E. coli. Commun. Biol., 2021, vol. 4, no. 1: 1295. doi: 10.1038/s42003-021-02820-9
  26. Shaler C.R., Elhenawy W., Coombes B.K. The unique lifestyle of Crohn’s disease-associated adherent-invasive Escherichia coli. J. Mol. Biol., 2019, vol. 431, no. 16, pp. 2970–2981. doi: 10.1016/j.jmb.2019.04.023
  27. Tyakht A.V., Kostryukova E.S., Popenko A.S., Belenikin M.S., Pavlenko A.V., Larin A.K., Karpova I.Y., Selezneva O.V., Semashko T.A., Ospanova E.A., Babenko V.V., Maev I.V., Cheremushkin S.V., Kucheryavyy Y.A., Shcherbakov P.L., Grinevich V.B., Efimov O.I., Sas E.I., Abdulkhakov R.A., Abdulkhakov S.R., Lyalyukova E.A., Livzan M.A., Vlassov V.V., Sagdeev R.Z., Tsukanov V.V., Osipenko M.F., Kozlova I.V., Tkachev A.V., Sergienko V.I., Alexeev D.G., Govorun V.M. Human gut microbiota community structures in urban and rural populations in Russia. Nat. Commun., 2013, no. 4: 2469. doi: 10.1038/ncomms3469
  28. Zhang S.L., Wang S.N., Miao C.Y. Influence of microbiota on intestinal immune system in ulcerative colitis and its intervention. Front. Immunol., 2017, no. 8: 1674. doi: 10.3389/fimmu.2017.01674

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Makarova M.A., Kruglov E.E., Kaftyreva L.A., 2023

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».