ردیابی ژن‌های مقاومت به تتراسایکلین با استفاده از روش Multiplex Polymerase Chain Reaction در ایزوله‌های بالینی کلبسیلا پنومونیه

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه زیست‌شناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

مقدمه: کلبسیلا پنومونیه، پاتوژن فرصت‌طلب و یکی از عوامل شایع عفونت‌های بیمارستانی است که امروزه برخی از سویه‌های آن در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم شده و درمان عفونت را دشوار کرده‌اند. هدف از انجام پژوهش حاضر، استفاده از تکنیک واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز چندگانه (Multiplex polymerase chain reaction یا Multiplex PCR) به منظور ردیابی ژن‌های مقاومت به تتراسایکلین در ایزوله‌های بالینی کلبسیلا پنومونیه بود.روش‌ها: پس از جمع‌آوری نمونه‌های بالینی از بیمارستان‌های رضوی و قائم مشهد در سال 1399، جداسازی و شناسایی کلبسیلا پنومونیه با استفاده از روش‌های بیوشیمیایی و مولکولی (پرایمر اختصاصی Kp16S rRNA) انجام شد. الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی برای 30 ایزوله‌ی شناسایی شده به روش دیسک دیفیوژن تعیین گردید. پس از طراحی پرایمر و Blast، ردیابی ژن‌های tet با روش PCR بهینه‌سازی شد. در نهایت، تکنیک Multiplex PCR با استفاده از سه جفت پرایمر و شاهد مثبت بهینه‌سازی شد.یافته‌ها: بیشترین و کمترین مقاومت آنتی‌بیوتیکی ایزوله‌ها به ترتیب شامل آمپی‌سیلین (0/90 درصد) و سفتریاکسون (7/26 درصد) بود و 3/53 درصد ایزوله‌های کلبسیلا پنومونیه از نظر فنوتیپی به تتراسایکلین مقاوم بودند. Multiplex PCR با دمای اتصال 55 درجه‌ی سانتی‌گراد بهینه‌سازی شد. هم‌زمان با ردیابی ژن Kp16S rRNA، ژن‌های tetA و tetB به ترتیب در 5/87 و 7/68 درصد از ایزوله‌های مقاوم به تتراسایکلین ردیابی شدند. 2/56 درصد ایزوله‌ها به طور هم‌زمان هر دو ژن tetA و tetB را حمل می‌کردند و 5/12 درصد ایزوله‌ها حامل یکی از ژن‌های tetA و یا tetB بودند.نتیجه‌گیری: تکنیک Multiplex PCR طراحی شده در مطالعه‌ی حاضر، روشی سریع، دقیق و حساس به منظور شناسایی کلبسیلا پنومونیه مقاوم به آنتی‌بیوتیک می‌باشد که می‌تواند برای نمونه‌های بالینی و یا در تحقیقات اپیدمیولوژیک استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Detection of Tetracycline-Resistant Genes by Multiplex Polymerase Chain Reaction in Clinical Isolates of Klebsiella Pneumonia

نویسندگان [English]

  • Manar Naji-Hamad 1
  • Mahboobeh Nakhaei-Moghaddam 2
1 Department of Biology, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
2 Associate Professor, Department of Biology, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Background: Klebsiella pneumoniae (K. pneumonia) is an opportunistic pathogen and one of the most common causes of nosocomial infections, some of which are now resistant to antibiotics and make infection difficult to treat. The main purpose of this study was to use multiplex polymerase chain reaction (PCR) to detect tetracycline-resistance genes in clinical isolates of K. pneumonia.Methods: After collecting clinical samples from hospitals in Mashhad City, Iran, in 2021, K. pneumoniae was isolated and identified by biochemical and molecular methods (Kp16S rRNA specific primer). Antibiotic-resistance pattern was determined for 30 isolates by disk diffusion method. After designing primer and its blast, detection of tet genes was optimized by PCR. Finally, multiplex PCR was set up using three pairs of primers and positive control.Findings: The highest and lowest antibiotic resistance of the isolates was for ampicillin (90%) and ceftriaxone (26.66%), respectively, and 53.33% of Klebsiella isolates were phenotypically resistant to tetracycline. Multiplex PCR was set up by annealing temperature of 55°C. Simultaneously with detection of Kp16S rRNA gene, tetA and tetB genes were detected in 87.5% and 68.75% of tetracycline-resistant Klebsiella isolates, respectively. 56.25% of the isolates carried both tetA and tetB genes, simultaneously, and 12.5% of the isolates transferred one of the tetA or tetB genes.Conclusion: The results show that the multiplex PCR technique designed in this study is a fast, accurate, and sensitive method for identifying antibiotic-resistant K. pneumoniae that can be used for clinical samples or in epidemiological studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Klebsiella pneumonia
  • Tetracycline
  • Multiplex polymerase chain reaction

مراجع

  1. Navon-Venezia S, Kondratyeva K, Carattoli A. Klebsiella pneumoniae: A major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS Microbiol Rev 2017; 41(3): 252-75.
  2. Effah CY, Sun T, Liu S, Wu Y. Klebsiella pneumoniae: An increasing threat to public health. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2020; 19(1): 1.
  3. Sathyavathy K, Madhusudhan BK. Review on clinical diseases caused by Klebsiella. J Pharm Res Int 2020; 32(21): 12-9.
  4. Talebi Bezmin Abadi A, Rizvanov AA, Haertle T, Blatt NL. World Health Organization Report: Current crisis of antibiotic resistance. BioNanoScience 2019; 9(4): 778-88.
  5. Markley JL, Wencewicz TA. Tetracycline-inactivating enzymes. Front Microbiol 2018; 9: 1058.
  6. Canton R, Coque TM. The CTX-M beta-lactamase pandemic. Curr Opin Microbiol 2006; 9(5): 466-75.
  7. Tuckman M, Petersen PJ, Howe AY, Orlowski M, Mullen S, Chan K, et al. Occurrence of tetracycline resistance genes among Escherichia coli isolates from the phase 3 clinical trials for tigecycline. Antimicrob Agents Chemother 2007; 51(9): 3205-11.
  8. Bubpamala J, Khuntayaporn P, Thirapanmethee K, Montakantikul P, Santanirand P, Chomnawang MT. Phenotypic and genotypic characterizations of extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli in Thailand. Infect Drug Resist 2018; 11: 2151-7.
  9. MohammadAlipour Z, Asadpour L, Ranji N. Fluoroquinolone resistance and mutation in gyrA gene in clinical isolates of Klebsiella pnemoniae. Iran J Med Microbiol 2016; 10(5): 31-7. [In Persian].
  10. Ding L, Yang Z, Lu J, Ma L, Liu Y, Wu X, et al. Characterization of phenotypic and genotypic traits of klebsiella pneumoniae from lung cancer patients with respiratory infection. Infect Drug Resist 2020; 13: 237-45.
  11. Paknejad Z, Momtaz H, Tajbakhsh E. Determination of antibiotic resistance pattern in different serotypes of Klebsiella pneumoniae strains isolated from hospital infections in Zarinshahr. Applied Biology 2018; 8(29): 21-30. [In Persian].
  12. Shu LB, Lu Q, Sun RH, Lin LQ, Sun QL, Hu J, et al. Prevalence and phenotypic characterization of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae strains recovered from sputum and fecal samples of ICU patients in Zhejiang Province, China. Infect Drug Resist 2019; 12: 11-8.
  13. Yu F, Lv J, Niu S, Du H, Tang YW, Pitout JDD, et al. Multiplex PCR analysis for rapid detection of Klebsiella pneumoniae carbapenem-resistant (Sequence Type 258 [ST258] and ST11) and hypervirulent (ST23, ST65, ST86, and ST375) strains. J Clin Microbiol 2018; 56(9).
  14. Tajoadini M, Kheyrkhah B, Amini K. Detection of blaPER, blaGES and blaVEB genes in Shigella sonnei isolates from patients with diarrhea and determination of antibiotic susceptibility pattern. J Ardabil Univers Med Sci 2018; 18(1): 52-61. [In Persian].
  15. Compain F, Babosan A, Brisse S, Genel N, Audo J, Ailloud F, et al. Multiplex PCR for detection of seven virulence factors and K1/K2 capsular serotypes of Klebsiella pneumoniae. J Clin Microbiol 2014; 52(12): 4377-80.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار