การศึกษาลักษณะการดื้อยาปฏิชีวนะและจีโนไทป์ของเชื้อ Acinetobacter baumannii จากโรงพยาบาลตติยภูมิในประเทศไทย

Abstract

A. baumannii is a clinically important bacterium that can resist to multiple antibiotics with an increasing trend. This is a major problem for treatments of patients infected by A. baumannii. The majority of globally-distributed A. baumannii strains are classified to International Clones (ICs) including IC1, IC2 and IC3. Therefore, this study aims to characterize patterns of antibiotic resistance, detect carbapenemase genes and identify ICs of clinical A. baumannii isolates obtained from a tertiary hospital in Thailand. In this study, 200 isolates of Acinetobacter spp. were collected between 2021 and 2022. By blaOXA-51 detection, 190 of 200 isolates were identified as A. baumannii (95%). Most of the isolates identified as A. baumannii were isolated from sputum (74.21%) followed by blood (7.36%) and other (18.42%). Characterization of antibiotic resistance patterns by a disc diffusion method showed 4 patterns including multidrug-resistant A. baumannii (MDRAB: 91.05%), carbapenem-resistant A. baumannii (CRAB: 90.52%), extensively drug-resistant A. baumannii (XDRAB: 74.21%), and non-MDR (8.94%). Moreover, determinations of minimum inhibitory concentrations of colistin and tigecycline revealed that the prevalence of colistin resistance among all isolates was 14.21% and we found one isolate can resist to both colistin and tigecycline. PCR-detections of carbapenemase genes demonstrated that a major gene was blaOXA-23 (84.73%) which related to carbapenem resistance. By PCR-based trilocus typing, the epidemiological study revealed that no ICs were detected in studied hospital. Strains distributed in this hospital were classified as non-ICs comprised of 6 sequence groups (SGs). The most prevalent SGs were SG18 (36.31%), SG19 (16.32%), and SG5 (8.95%). In conclusion, this study showed that high prevalence of MDRAB and CRAB was found and carbapenems resistance was associated with the presence of the blaOXA-23. Some antibiotic resistant isolates were resistant to colistin. However, most antibiotic resistant isolates were susceptible to colistin High genetic diversity was detected among isolates distributed in a studied hospital. Further research and in-depth molecular analysis of antibiotic resistance mechanisms are need.

A. baumannii เป็นเชื้อแบคทีเรียที่มีความสำคัญทางการแพทย์โดยเชื้อสามารถดื้อต่อยาปฏิชีวนะได้หลายขนานและมีแนวโน้มสูงขึ้น ซึ่งเป็นปัญหาต่อการรักษาผู้ป่วยที่ติดเชื้อ A. baumannii เชื้อชนิดนี้สามารถพบได้จากสิ่งแวดล้อมต่างๆ ภายในโรงพยาบาล โดยสายพันธุ์ที่มีความสำคัญและมีการแพร่กระจายไปทั่วโลก ถูกจัดเป็น International clones (ICs) เช่น IC1 IC2 และ IC3 ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบการดื้อยาปฏิชีวนะของเชื้อ A. baumannii รวมถึงตรวจหายีน carbapenemase ที่เกี่ยวข้องกับการดื้อยากลุ่ม carbapenems ของเชื้อ A. baumannii และระบุ ICs ของเชื้อ A. baumannii ที่แยกได้จากตัวอย่างทางคลินิกของผู้ป่วย ในการศึกษาครั้งนี้เก็บเชื้อ Acinetobacter spp. จำนวน 200 ไอโซเลตจากโรงพยาบาลตติยภูมิ ระหว่างปี ค.ศ 2020-2021 การระบุสปีชีส์ด้วยการตรวจหา Species-specific gene (blaOXA-51) ด้วยเทคนิค PCR พบว่า ร้อยละ 95 (190/200 ไอโซเลต) จัดเป็น A. baumannii ซึ่งส่วนใหญ่แยกได้จากตัวอย่างเสมหะร้อยละ 74.21 (141/190 ไอโซเลต) เลือด (Blood hemoculture) ร้อยละ 7.36 (14/190 ไอโซเลต) หนอง (PUS) ร้อยละ 7.36 (14/190 ไอโซเลต) เป็นต้น จากการศึกษาการดื้อยาปฏิชีวนะด้วยเทคนิค disc diffusion method และนำมาจัดรูปแบบการดื้อยาพบว่า non-multidrug resistance A. baumannii (non-MDRAB) ร้อยละ 8.94 (17/190 ไอโซเลต) MDRAB ร้อยละ 90.05 (173/190 ไอโซเลต) XDRAB ร้อยละ 74.21 (141/190 ไอโซเลต) และ CRAB ร้อยละ 90.52 (172/190 ไอโซเลต) นอกจากนั้นแล้วการศึกษา Minimum Inhibitory Concentration (MICs) ด้วยวิธี Broth micro-dilution ยังพบว่าเชื้อดื้อต่อยา colistin ร้อยละ 14.21 มากไปกว่านั้นในการศึกษาครั้งนี้พบหนึ่งไอโซเลตที่ดื้อทั้ง colistin และ tigecycline จากนั้นตรวจหายีนที่เกี่ยวข้องกับการดื้อยา carbapenems ด้วยเทคนิค PCR พบว่าเชื้อมีรูปแบบของยีน 6 รูปแบบคือ blaOXA-23 ร้อยละ 84.73 blaOXA-58 ร้อยละ 0.53 blaNDM ร้อยละ 0.53 blaOXA-23 ร่วมกับ blaOXA-58 ร้อยละ 1.57 blaOXA-23 ร่วมกับ blaNDM ร้อยละ 2.63 และรูปแบบสุดท้ายคือ blaOXA-58 รวมกับ blaNDM ร้อยละ1.05 และไอโซเลตที่ไม่มียีนร้อยละ 8.95 จากการศึกษาเชิงระบาดวิทยา โดยการระบุ ICs ด้วยเทคนิค PCR-based Trilocus Typing ในการศึกษาครั้งนี้ไม่พบ ICs ระบาดในโรงพยาบาลแห่งนี้ แต่พบว่าเชื้อจัดเป็น non-ICs ซึ่งจัดเป็น sequence groups (SGs) เช่น SG4 SG5 SG7 SG15 SG16 และ SG17 โดยพบ SG15 ในสัดส่วนสูงที่สุดร้อยละ 35.79 ตามด้วย SG16 ร้อยละ 16.32 และ SG5 ร้อยละ 8.94 จากการศึกษาในครั้งนี้ทำให้ทราบว่าเชื้อ A. baumannii จากโรงพยาบาลแห่งนี้มีอุบัติการณ์ดื้อยาปฏิชีวนะในรูปแบบ MDRAB และ CRAB มากถึงร้อยละ 90 โดยพบว่ายีน blaOXA-23 เป็นยีนที่มีความชุกสูงสุดและสัมพันธ์กับการดื้อยากลุ่ม carbapenems นอกจากนั้นยังพบว่าเชื้อที่ระบาดในโรงพยาบาลแห่งนี้มีความหลากหลายทางจีโนไทป์โดยพบ SG15 เป็นหลัก โดยเชื้อดื้อยาส่วนมากยังมีความไวต่อยา colistin และ tigecycline แต่อย่างไรก็ตามยังพบอุบัติการณ์การดื้อยาดังกล่าว ซึ่งจำเป็นต้องศึกษาเชิงลึกในระดับอณูชีววิทยาเพื่อให้ทราบกลไกการดื้อยาและป้องกันการกระจายของเชื้อดังกล่าวต่อไป