Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97: 529-534
Чувствительность биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3Аннотация
Цель. Изучение чувствительности биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам.
Материалы и методы. Использованы вакцинные и свежевыделенные штаммы B. pertussis. В качестве инокулята для получения биопленок использовали культуры штаммов, выращенные на плотной питательной среде. Интенсивность образования биопленок в круглодонных полистироловых 96-луночных планшетах оценивали окрашиванием 0,1% раствором генцианвиолета. В опытах использовали антибиотики следующих групп: пенициллины (ампициллин), цефалоспорины (цефтриаксон), аминогликозиды (гентамицин), макролиды (эритромицин).
Результаты. Наиболее высокой устойчивостью к антибиотикам отличались вакцинный штамм № 305 и свежевыделенный штамм № 211, проявлявшие чувствительность только к эритромицину. Вакцинный штамм № 703 был чувствителен к гентамицину и ампициллину и проявлял резистентность к эритромицину и цефтриаксону. Вакцинный штамм № 475 был чувствителен ко всем испытанным антибиотикам. Штамм Tohama 1 был резистентен к ампициллину и чувствителен к остальным антибиотикам. Свежевыделенные штаммы № 178 и № 162 были устойчивы к цефтриаксону и чувствительны к гентамицину, эритромицину и ампициллину. Минимальные подавляющие концентрации использованных антибиотиков составляли 0,2–5 мкг/мл.
Заключение. Приведенные данные свидетельствуют о гетерогенности вакцинных и свежевыделенных штаммов B. pertussis по чувствительности к антибиотикам. Наибольшую активность проявлял эритромицин, подавлявший рост биопленок 6 из 7 штаммов. Наименее эффективным был цефтриаксон, подавлявший рост биопленок только 2 штаммов.
Список литературы
1. Kapil P., Merkel T.J. Pertussis vaccines and protective immunity. Curr. Opin. Immunol. 2019; 59: 72–8. https://doi.org/10.1016/j.coi.2019.03.006
2. Barkoff A.M., He Q. Molecular epidemiology of Bordetella pertussis. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1183: 19–33. https://doi.org/10.1007/5584_2019_402
3. Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Пименова А.С., Петрова М.С., Попова О.П., Алешкин В.А. и др. Структура популяции штаммов возбудителя коклюша на территории России. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016; 15(4): 22–8.
4. Kilgore P.E., Salim A.M., Zervos M.J., Schmitt H.J. Pertussis: microbiology, disease, treatment, and prevention. Clin. Microbiol. Rev. 2016; 29(3): 449–86. https://doi.org/10.1128/CMR.00083-15
5. Cattelan N., Dubey P., Arnal L., Yantorno O.M., Deora R. Bordetella biofilms: a lifestyle leading to persistent infections. Pathog. Dis. 2016; 74(1): ftv108. https://doi.org/10.1093/femspd/ftv108
6. Dorji D., Ross M.G., Singh A.K., Ramsay J.P., Price P., Lee S. Immunogenicity and protective potential of Bordetella pertussis biofilm and its associated antigens in a murine model. Cell Immunol. 2019; 337: 42–7. https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2019.01.006
7. Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биопленки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; 88(3): 99–109.
8. Dorji D., Graham R.M., Richmond P., Keil A., Mukkur T.K. Biofilm forming potential and antimicrobial susceptibility of newly emerged Western Australian Bordetella pertussis clinical isolates. Biofouling. 2016; 32(9): 1141–52. https://doi.org/10.1080/08927014.2016.1232715
9. Зайцев Е.М., Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г. Образование биопленок свежевыделенными и вакцинными штаммами Bordetella pertussis разных сероваров. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 96(5): 47–50. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-5-47-50
10. Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Ленинград; 1962.
11. Борисова О.Ю., Алёшкин А.В., Ивашинникова Г.А., Донских Е.Е., Постникова Е.А., Алёшкин В.А. Чувствительность штаммов Bordetella pertussis к антибактериальным препаратам. Детские инфекции. 2013; 12(2): 46–50.
12. Lonnqvist E., Barkoff A.M., Mertsola J. Antimicrobial susceptibility testing of Finnish Bordetella pertussis isolates collected during 2006–2017. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2018; 14: 12–6. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2018.02.012
13. Hua C.Z., Wang H.J., Zhang Z., Tao X.F., Li J.P., Mi Y.M., et al. In vitro activity and clinical efficacy of macrolides, cefoperazone-sulbactam and piperacillin/piperacillin-tazobactam against Bordetella pertussis and the clinical manifestations in pertussis patients due to these isolates: A single-centre study in Zhejiang Province, China. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2019; 18: 47–51. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.01.029
14. Jakubů V., Zavadilová J., Fabiánová K., Urbášková P. Minimum inhibitory concentrations of erythromycin and other antibiotics for Czech strains of Bordetella pertussis. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol. 2015; 64(1): 12–5.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2020; 97: 529-534
Sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated Bordetella pertussis strains to antibiotics
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3Abstract
Aim. To study the sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated strains of Bordetella pertussis to antibiotics.
Materials and methods. Vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis were used. Cultures of strains grown on dense nutrient medium were used as inoculate for biofilms production. The intensity of biofilm formation in round-bottomed polystyrene 96-well plates was estimated by staining with 0.1% gentian-violet solution. The following antibiotics were used in experiments: penicillins (ampicillin), cephalosporins (ceftriaxone), aminoglycosides (gentamicin), macrolides (erythromycin).
Results. The highest resistance to antibiotics was demonstrated by the vaccine strain No. 305 and freshly isolated strain No. 211, sensitive only to erythromycin. Vaccine strain No. 703 was sensitive to gentamicin and ampicillin and showed resistance to erythromycin and ceftriaxone. Vaccine strain No. 475 was sensitive to all tested antibiotics. The Tohama 1 strain was resistant to ampicillin and sensitive to other antibiotics. Freshly isolated strains No. 178 and No. 162 were resistant to ceftriaxone and sensitive to gentamicin, erythromycin and penicillin. Minimal inhibitory concentrations of tested antibiotics ranged from 0.2 μg/ml to 5.0 μg/ml.
Conclusion. These data indicate the heterogeneity of vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis in sensitivity to antibiotics. The greatest activity was shown by erythromycin, which suppressed the growth of biofilms of 6 out of 7 strains. The least effective was ceftriaxone, which suppressed the growth of biofilms of only 2 strains.
References
1. Kapil P., Merkel T.J. Pertussis vaccines and protective immunity. Curr. Opin. Immunol. 2019; 59: 72–8. https://doi.org/10.1016/j.coi.2019.03.006
2. Barkoff A.M., He Q. Molecular epidemiology of Bordetella pertussis. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1183: 19–33. https://doi.org/10.1007/5584_2019_402
3. Borisova O.Yu., Gadua N.T., Pimenova A.S., Petrova M.S., Popova O.P., Aleshkin V.A. i dr. Struktura populyatsii shtammov vozbuditelya koklyusha na territorii Rossii. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2016; 15(4): 22–8.
4. Kilgore P.E., Salim A.M., Zervos M.J., Schmitt H.J. Pertussis: microbiology, disease, treatment, and prevention. Clin. Microbiol. Rev. 2016; 29(3): 449–86. https://doi.org/10.1128/CMR.00083-15
5. Cattelan N., Dubey P., Arnal L., Yantorno O.M., Deora R. Bordetella biofilms: a lifestyle leading to persistent infections. Pathog. Dis. 2016; 74(1): ftv108. https://doi.org/10.1093/femspd/ftv108
6. Dorji D., Ross M.G., Singh A.K., Ramsay J.P., Price P., Lee S. Immunogenicity and protective potential of Bordetella pertussis biofilm and its associated antigens in a murine model. Cell Immunol. 2019; 337: 42–7. https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2019.01.006
7. Romanova Yu.M., Gintsburg A.L. Bakterial'nye bioplenki kak estestvennaya forma sushchestvovaniya bakterii v okruzhayushchei srede i organizme khozyaina. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2011; 88(3): 99–109.
8. Dorji D., Graham R.M., Richmond P., Keil A., Mukkur T.K. Biofilm forming potential and antimicrobial susceptibility of newly emerged Western Australian Bordetella pertussis clinical isolates. Biofouling. 2016; 32(9): 1141–52. https://doi.org/10.1080/08927014.2016.1232715
9. Zaitsev E.M., Britsina M.V., Ozeretskovskaya M.N., Mertsalova N.U., Bazhanova I.G. Obrazovanie bioplenok svezhevydelennymi i vaktsinnymi shtammami Bordetella pertussis raznykh serovarov. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2019; 96(5): 47–50. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-5-47-50
10. Ashmarin I.P., Vorob'ev A.A. Statisticheskie metody v mikrobiologicheskikh issledovaniyakh. Leningrad; 1962.
11. Borisova O.Yu., Aleshkin A.V., Ivashinnikova G.A., Donskikh E.E., Postnikova E.A., Aleshkin V.A. Chuvstvitel'nost' shtammov Bordetella pertussis k antibakterial'nym preparatam. Detskie infektsii. 2013; 12(2): 46–50.
12. Lonnqvist E., Barkoff A.M., Mertsola J. Antimicrobial susceptibility testing of Finnish Bordetella pertussis isolates collected during 2006–2017. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2018; 14: 12–6. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2018.02.012
13. Hua C.Z., Wang H.J., Zhang Z., Tao X.F., Li J.P., Mi Y.M., et al. In vitro activity and clinical efficacy of macrolides, cefoperazone-sulbactam and piperacillin/piperacillin-tazobactam against Bordetella pertussis and the clinical manifestations in pertussis patients due to these isolates: A single-centre study in Zhejiang Province, China. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2019; 18: 47–51. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.01.029
14. Jakubů V., Zavadilová J., Fabiánová K., Urbášková P. Minimum inhibitory concentrations of erythromycin and other antibiotics for Czech strains of Bordetella pertussis. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol. 2015; 64(1): 12–5.
