zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2021-18-4-4zdor-2109Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEЧувствительность к комбинациям антибиотиков штаммов Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter baumannii, выделенных от пациентов с инфекцией COVID-19Susceptibility to antibiotic combinations of Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii strains isolated from COVID-19 patientshttps://orcid.org/0000-0002-9484-7848ТапальскийД. В.TapalskiD. V.

Тапальский  Дмитрий  Викторович,  д.м.н., доцент,  заведующий  кафедрой  микробиологии, вирусологии  и  иммунологии

г. Гомель

Dmitry V. Tapalski, DMedSc, Associate Professor, Head of the Department of Microbiology, Virology and Immunology

Gomel 

tapalskiy@gsmu.byhttps://orcid.org/0000-0002-3952-6187КарповаЕ. В.KarpovaE. V.

Карпова Елена Васильевна, ассистент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

г. Гомель

Elena V. Karpova, Assistant Lecturer at the Department of Microbiology, Virology and Immunology

Gomel 

Lena_2007_23@mail.ruГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical University2021301220211843340Copyright © Тапальский Д.В., Карпова Е.В., 20212021Тапальский Д.В., Карпова Е.В.Tapalski D.V., Karpova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/2109Цель исследования

Цель исследования. Оценить чувствительность к антибиотикам и их комбинациям штаммов K. pneumoniae и A. baumannii, выделенных от госпитализированных пациентов с инфекцией COVID-19.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для 47 штаммов A.baumannii и 51 штамма K.pneumoniae, выделенных от госпитализированных пациентов с инфекцией COVID-19, методом микроразведений в бульоне определены минимальные подавляющие концентрации (МПК) меропенема и колистина. Чувствительность к 11 комбинациям антибиотиков оценена с помощью модифицированного метода тестирования бактерицидности различных комбинаций.

Результаты

Результаты. Устойчивость к колистину выявлена у 31,9 % штаммов A.baumannii (МПК50 — 0,5 мг/л, МПК90 — 16 мг/л) и у 80,4 % штаммов K.pneumoniae (МПК50 — 16 мг/л, МПК 90 — 256 мг/л). Показано, что двойные комбинации антибиотиков с включением колистина проявляют бактерицидную либо бактериостатическую активности в отношении 76,6–87,2 % штаммов A.baumannii. Комбинации с включением меропенема, колистина и макролидов проявляли бактерицидную активность в отношении 78,4–80,4 % штаммов K.pneumoniae. Комбинации из двух карбапенемов были не активны, комбинация «меропенем-колистин» оказывала бактерицидное действие только на 13,7 % штаммов K.pneumoniae.

Заключение

Заключение. Выявлено широкое распространение устойчивости к колистину у карбапенеморезистентных штаммов K.pneumoniae и A.baumannii, выделенных от госпитализированных пациентов с инфекцией COVID-19. Определены комбинации антибиотиков, оказывающих синергидный антибактериальный эффект в своих фармакокинетических (фармакодинамических) концентрациях.

Objective

Objective. To assess the susceptibility of K.pneumoniae and A.baumanii strains isolated from hospitalized COVID-19 patients to antibiotics and their combinations.

Materials and methods

Materials and methods. The minimum inhibitory concentrations (MICs) of meropenem and colistin were determined for 47 A.baumannii and 51K.pneumoniaestrains isolated from the hospitalized COVID-19 patients by the broth microdilution method. The susceptibility to 11 antibiotic combinations was assessed using the method of multiple combination bactericidal testing.

Results

Results. Colistin resistance was detected in 31.9 % of A.baumannii strains (MIC50 — 0.5 mg/l, MIC90 — 16 mg/l) and in 80.4 % of K.pneumoniaestrains (MIC50 — 16 mg/l, MIC90 — 256 mg/l). It has been shown that double antibiotic combinations with the inclusion of colistin exhibit bactericidal or bacteriostatic activity against 76.6–87.2 % of A.baumannii strains. Combinations with the addition of meropenem, colistin and macrolides exhibited bactericidal activity against 78.4–80.4 % of K.pneumoniae strains. Combinations of two carbapenems were not active, the combination of meropenem-colistin had a bactericidal effect only in 13.7 % of K.pneumoniae strains.

Conclusion

Conclusion. Widespread colistin resistance was found in carbapenem-resistant K.pneumoniae and A.baumannii strains isolated from the hospitalized COVID-19 patients. The combinations of antibiotics that have a synergistic antibacterial effect in their pharmacokinetic/pharmacodynamic concentrations have been determined.

Klebsiella pneumoniaeAcinetobacter baumanniiантибиотикорезистентностькомбинации антибиотиковCOVID-19Klebsiella pneumoniaeAcinetobacter baumanniiantibiotic resistanceantibiotic combinationsCOVID-19ReferencesСинопальников АИ. Пандемия COVID19 — «пандемия» антибактериальной терапии. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия.2021;23(1):5-15. DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2021.1.5-15Synopalnikov AI. COVID19 pandemic is a «pandemic» of antimicrobial therapy. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2021;23(1):5-15 (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2021.1.5-15Rawson MT, Moore L, Zhu N, Ranganathan N, Skolimowska K, Gilchrist M, et al. Bacterial and Fungal Coinfection in Individuals With Coronavirus: A Rapid Review To Support COVID-19 Antimicrobial Prescribing. Clin Infect Dis. 2020;71(9):2459-2468. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa530Rawson MT, Moore L, Zhu N, Ranganathan N, Skolimowska K, Gilchrist M, et al. Bacterial and Fungal Coinfection in Individuals With Coronavirus: A Rapid Review To Support COVID-19 Antimicrobial Prescribing. Clin Infect Dis. 2020;71(9):2459-2468. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa530He Y, Li W, Wang Z, Chen H, Tian L, Liu D. Nosocomial infection among patients with COVID-19: A retrospective data analysis of 918 cases from a single center in Wuhan, China. Infect Control Hosp Epidemiol. 2020;41(8):982-983. DOI: https://doi.org/10.1017/ice.2020.126Rawson MT, Moore L, Zhu N, Ranganathan N, Skolimowska K, Gilchrist M, et al. Bacterial and Fungal Coinfection in Individuals With Coronavirus: A Rapid Review To Support COVID-19 Antimicrobial Prescribing. Clin Infect Dis. 2020;71(9):2459-2468. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa530Montrucchio G, Corcione S, Sales G, Curtoni A, De Rosa FG, Brazzi L. Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in ICU-admitted COVID-19 patients: Keep an eye on the ball. J Glob Antimicrob Resist.2020;23:398-400. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgar.2020.11.004Montrucchio G, Corcione S, Sales G, Curtoni A, De Rosa FG, Brazzi L. Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in ICU-admitted COVID-19 patients: Keep an eye on the ball. J Glob Antimicrob Resist. 2020;23:398-400. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgar.2020.11.004Karaiskos I, Antoniadou A, Giamarellou H. Combination therapy for extensively-drug resistant gram-negative bacteria. Expert Rev Anti Infect Ther. 2017;15(12):1123-1140. DOI: https://doi.org/10.1080/14787210.2017.1410434Karaiskos I, Antoniadou A, Giamarellou H. Combination therapy for extensively-drug resistant gram-negative bacteria. Expert Rev Anti Infect Ther. 2017;15(12):1123-1140. DOI: https://doi.org/10.1080/14787210.2017.1410434Cai B, Cai Y,Liew Y, Chua NG, Teo J, Lim TP, et al. Clinical efficacy of polymyxin monotherapy versus nonvalidated polymyxin combination therapy versus validated polymyxin combination therapy in extensively drug-resistant Gram-negative bacillus infections. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(7):4013-4022. DOI: https://doi.org/10.1128/AAC.03064-15Cai B, Cai Y, Liew Y, Chua NG, Teo J, Lim TP, et al. Clinical efficacy of polymyxin monotherapy versus non-validated polymyxin combination therapy versus validated polymyxin combination therapy in extensively drug-resistant Gram-negative bacillus infections. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(7):4013-4022. DOI: https://doi.org/10.1128/AAC.03064-15Vardakas KZ, Athanassaki F, Pitiriga V, Falagas ME. Clinical relevance of in vitro synergistic activity of antibiotics for multidrug-resistant Gram-negative infections: a systematic review. J Glob Antimicrob Resist. 2019;17:250-259. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.01.004Vardakas KZ, Athanassaki F, Pitiriga V, Falagas ME. Clinical relevance of in vitro synergistic activity of antibiotics for multidrug-resistant Gram-negative infections: a systematic review. J Glob Antimicrob Resist. 2019;17:250-259. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.01.004Sawa T, Kooguchi K, Moriyama K. Molecular diversity of extended-spectrum β-lactamases and carbapenemases, and antimicrobial resistance.J Intensive Care. 2020:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s40560-020-0429-6Sawa T, Kooguchi K, Moriyama K. Molecular diversity of extended-spectrum β-lactamases and carbapenemases, and antimicrobial resistance. J Intensive Care. 2020:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s40560-020-0429-6ISO 20776-1:2006. Clinical laboratory testing and in vitro diagnostic test systems - Susceptibility testing of infectious agents and evaluation of performance of antimicrobial susceptibility test devices. 10. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Ver 11.0, 2021.[Electronic resource]. European Committee on Antimicrobial Susceptibility testing (EUCAST). [date of access 2021 September 28]. Available from: https://www.eucast.org/clinical_breakpoints/ISO 20776-1:2006. Clinical laboratory testing and in vitro diagnostic test systems - Susceptibility testing of infectious agents and evaluation of performance of antimicrobial susceptibility test devices.Тапальский ДВ. Чувствительность к комбинациям антибиотиков продуцирующих карбапенемазы нозокомиальных штаммов грамотрицательных бактерий, выделенных в Беларуси. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2018;20(3):182-191. DOI: https://doi.org/10.36488//cmac.2018.3.182-191Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Ver 11.0, 2021. [Electronic resource]. European Committee on Antimicrobial Susceptibility testing (EUCAST). [date of access 2021 September 28]. Available from: https://www.eucast.org/clinical_breakpoints/Тапальский ДВ, Бонда НА, Лагун ЛВ.Система микробиологического мониторинга экстремально-антибиотикорезистентных и панрезистентных бактериальных патогенов с определением чувствительности к комбинациям антибиотиков. Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2018;17(1):50-58. DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2018.1.50Tapalski DV. Susceptibility to antibiotic combinations among nosocomial carbapenemase-producing Gram-negative bacteria isolated in Belarus. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2018;20(3):182-191. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.36488//cmac.2018.3.182-191Сухорукова МВ, Эйдельштейн МВ, Иванчик НВ, Склеенова ЕЮ, Шайдуллина ЭР, Азизов ИС и др.Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacterales в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН 2015–2016 Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019;21(2):147-159. DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2019.2.147-159Tapalski DV, Bonda NA, Lagun LV. Microbiological monitoring system for extensively-drug resistant and pan-drug resistant bacterial pathogens with determination of senceptibility to antibiotic combinations. Vestnik of Vitebsk State Medical University. 2018;17(1):50-58. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2018.1.50Тапальский ДВ, Тимошкова ЕВ, Петровская ТА, Осипкина ОВ, Карпов ИА. Микробиологическая эффективность комбинаций из двух карбапенемов в отношении антибиотикорезистентных штаммов Klebsiella pneumoniae. Клиническая лабораторная диагностика. 2021;66(5):304-309. DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-5-304-309Sukhorukova MV, Edelstein MV, Ivanchik NV, Skleenova EYu, Shajdullina ER, Azyzov IS, et al. Antimicrobial resistance of nosocomial Enterobacterales isolates in Russia: results of multicenter epidemiological study “MARATHON 2015–2016” Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy.2019;21(2):147-159. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2019.2.147-159Тапальский ДВ, Петровская ТА, Козлова АИ, Эйдельштейн МВ. Потенцирование антибактериальной активности колистина в отношении множественно- и экстремально-резистентных клинических изолятов Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa антибиотиками разных групп. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020; 22(2):128-136. DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2020.2.128-136Tapalski DV, Timoshkova EV, Petrovskaya TA, Osipkina OV, Karpov I.A. Microbiological efficiency of the combinations of two carbapenems against antibiotic resistant Klebsiella pneumoniae strains Russian Clinical Laboratory Diagnostics. 2021;66(5):304-309. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-5-304-309MacNair CR, Stokes JM, Carfrae LA, Fiebig-Comyn AA, Coombes BK, Mulvey MR. et al. Overcoming mcr-1 mediated colistin resistance with colistin in combination with other antibiotics. Nat Commun. 2018;9(1):458. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-02875-zTapalski DV, Petrovskaya TA, Kozlova AI, Edelstein MV. Potentiation of antimicrobial activity of colistin with antibiotics of different groups against multidrug and extensively drugresistant strains of Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa.Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy.2020; 22(2):128-136. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2020.2.128-136MacNair CR, Stokes JM, Carfrae LA, Fiebig-Comyn AA, Coombes BK, Mulvey MR. et al. Overcoming mcr-1 mediated colistin resistance with colistin in combination with other antibiotics. NatCommun. 2018;9(1):458. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-02875-zMacNair CR, Stokes JM, Carfrae LA, Fiebig-Comyn AA, Coombes BK, Mulvey MR. et al. Overcoming mcr-1 mediated colistin resistance with colistin in combination with other antibiotics. NatCommun. 2018;9(1):458. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-02875-z

The authors declare that there are no conflicts of interest present.