The prevalence of markers of antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae on the example of a multidisciplinary pediatric hospital

Antibiotic resistance of pathogens today belongs to the main global problems of medicine. The aim of the work was to determine the frequency of detection of ESBL-producing and carbapenem/meropenem (CRE) resistant strains of Klebsiella pneumoniae in patients of amultidisciplinary pediatric hospital in various biomaterials. Patients and methods. The results of amicrobiological study of 37,837 samples of biological material obtained from patients aged from birth to 18 years who were hospitalized during 2023 in amultidisciplinary hospital in Moscow with various diseases were analyzed. Results: Klebsiella pneumoniae was found in 1,605 samples (4.2%). Phenotypic tests showed that 653 (40.7%) of them were ESBL producers. ESBL-producing isolates were detected most often in the discharge from the lower respiratory tract (18% - 42 samples), less often in feces and rectal smears (8% - 227 samples), in urine (8% - 110 samples), in blood (5% - 22 samples), in the mucosa oral cavity and pharynx (3% - 186 samples). Among all isolated Klebsiella pneumoniae isolates, 390 (24.3%) ESBL-producing, meropenem-resistant isolates were detected, the largest number of such isolates were detected in intestinal contents (feces and rectal smears): 214 samples - 6%, and the highest detection rate was noted from samples from the lower respiratory tract (8% - 18 samples). Conclusions: The study showed ahigh detection rate of resistant, including ESBL-producing and carbapenem/meropenem (CRE) resistant strains of Klebsiella pneumoniae in hospitalized children. To prevent the transmission and spread of antibiotic-resistant strains, constant monitoring of the resistance of detected microorganisms to antimicrobial drugs is necessary. The data obtained indicate the need to search for new therapeutic alternatives to improve the effectiveness of drug therapy algorithms in pediatrics.

CRE, ESBL-producing strains, Klebsiella pneumoniae, carbapenems, Klebsiella, meropenem, resistance

1. Matiev B. G. Causes of high infant mortality in the Republic of Ingushetia according to the results of the work of the Department of pediatric intensive care of the IRKB. Collection of scientific papers of the Ingush State University. 2006;4:176-181. (In Russ.) EDN: AFLQOB.@@ Матиев Б. Г. Причины высокой детской смертности вРеспублике Ингушетия по результатам работы отделения детской реанимации ИРКБ. Сборник научных трудов Ингушского государственного университета. 2006;4:176-181. EDN: AFLQOB.

2. Sadeeva Z. Z., Novikova I. E., Samoilova E. A. The spread of carbapenemases in gram-negative bacteria in various departments of achildren’s hospital.Russian Pediatric Journal. 2023;26(S5):58-59. (In Russ.) EDN: WIWUVC.@@ Садеева З. З., Новикова И. Е., Самойлова Е. А. Распространение карбапенемаз уграмотрицательных бактерий вразличных отделениях детского стационара. Российский педиатрический журнал. 2023;26(S5):58-59. EDN: WIWUVC.

3. Gorelov A. V., Nikolaeva S. V., Usenko D. V. et al. The effectiveness of using nifuroxazide in acute intestinal infections of bacterial etiology in children. Infekc. bolezni (Infectious diseases). 2018;16(2):18-26. (In Russ.) doi: 10.20953/1729-9225-2018-2-18-26.@@ Горелов А. В., Николаева С. В., Усенко Д. В. и др. Эффективность применения нифуроксазида при острых кишечных инфекциях бактериальной этиологии удетей. Инфекционные болезни. 2018;16(2):18-26. doi: 10.20953/1729-9225-2018-2-18-26.

4. Ruzhentsova T. A., Ploskireva A. A., Milyutina L. N., Gorelov A. V. The specifics of antibiotic therapy in children with acute intestinal infections. Meditsinskiy sovet (Medical Council). 2016;1(1):98-101. (In Russ.) doi: 10.21518/2079-701X-2016-1-98-101.@@ Руженцова Т. А., Плоскирева А. А., Милютина Л. Н., Горелов А. В. Особенности применения антибактериальной терапии удетей при острых кишечных инфекциях. Медицинский совет. 2016;1:98-101. doi: 10.21518/2079-701X-2016-1-98-101.

5. Beloborodov V. B., Gruver K. P. [Carbapenems in modern clinical practice]. RMJ. 2010;18(17):1037-1042. (in Russ.) EDN: PNBZLT.@@ Белобородов В. Б., Грувер К. П. Карбапенемы всовременной клинической практике. РМЖ. 2010;18(17):1037-1042. EDN: PNBZLT.

6. Interregional Association for Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. [Determination of the sensitivity of microorganisms to antimicrobial drugs (2021)]. Guidelines Version 2021-01, 2021. 225 pp. (in Russ.) (Available at: https://microbius.ru/library/rekomendatsii-makmah-opredelenie-chuvstvitelnosti-mikroorganizmov-k-antimikrobnym-preparatam-2021-novaya-versiya-2021-01 Accessed: 05.05.2023.)@@ Определение чувствительности микроорганизмов кантимикробным препаратам (2021). Рекомендации МАКМАХ. Версия 2021-01. 2021. 225 с.

7. Popov D. A. Comparative characteristics of modern methods for determining carbapenemase production. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2019;21(2):125-133. (in Russ.) doi: 10.36488/cmac.2019.2.125-133.@@ Попов Д. А. Сравнительная характеристика современных методов определения продукции карбапенемаз. Клиническая микробиология иантимикробная химиотерапия. 2019;21(2):125-133. doi: 10.36488/cmac.2019.2.125-133.

8. Khrul’nova S.A., Korobova A. G., Fedorova A. V. et al. Detection of genes of acquired carbapenemases in Acinetobacter baumannii isolates isolated from hemocultures of patients with tumors of the blood system. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2019;21(1):56-60. (in Russ.) doi: 10.36488/сmac.2019.1.56-60. @@ Хрульнова С. А., Коробова А. Г., Федорова А. В. и др. Детекция генов, приобретенных карбапенемаз уизолятов Acinetobacter baumannii, выделенных из гемокультуры больных опухолями системы крови. Клиническая микробиология иантимикробная химиотерапия. 2019;21(1):56-60. doi: 10.36488/сmac.2019.1.56-60.

9. Zwaluw A., Haan G. N., Pluister K. et al. The Carbapenem Inactivation Method (CIM), a Simple and Low-Cost alternative for Carba NP Test to Assess Phenotypic Carbapenemase Activity in Gram Negative Rjds. PLosOne. 2015;10(3): е0123690. doi: 10.1371/journal.pone.0123690.

10. Rozanova S. M., Perevalova E.Yu., Sheveleva L. V. et al. Monitoring of the hospital flora of the ICU: dynamics of the spread of microorganisms with multiple resistance (1996-2014). / Ya. B.Beikin, V. V.Fomin, V. A.Shalaev ed. Laboratory diagnostics of infectious and somatic diseases. Yekaterinburg. Graffika Group LLC, 2015. pp. 98-106. (inRuss.) EDN: VFATVN.@@ Розанова С. М., Перевалова Е. Ю., Шевелева Л. В. и др. Мониторинг госпитальной флоры ОРИТ: динамика распространения микроорганизмов смножественной резистентностью (1996-2014гг.) / Под ред. Я. Б.Бейкина, В. В.Фомина, В. А.Шалаева // Лабораторная диагностика инфекционных исоматических заболеваний.- Екатеринбург: ОООГК «Граффика», 2015.- С.98-106. EDN VFATVN.

11. LagunL. V. Extended-spectrum beta-lactamases and their role in formation of antibiotics resistance in etiologic agents of urinary tract infection. Health and Ecology Issues. 2012;(3):82-88. (In Russ.) doi: 10.51523/2708-6011.2012-9-3-16.@@ Лагун Л. В. Бета-лактамазы расширенного спектра иих значение вформировании устойчивости возбудителей инфекций мочевыводящих путей кантибактериальным препаратам. Проблемы здоровья иэкологии. 2012;3(33):82-88. doi: 10.51523/2708-6011.2012-9-3-16.

12. Magiorakos A. P., Srinivasan A., Carey R. B. et al. Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin Microbiol Infect. 2012;18(3):268-81. doi: 10.1111/j.1469-0691.2011.03570.x.

13. Shaidullina E. R., Eidelstein M. V., Skleenova E.Yu. et al. Antibiotic resistance of nosocomial carbapenemase-producing Enterobacterales in Russia: results of surveillance, 2014-20162014-2016. Clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2018;20(4):362-369. (In Russ.) doi: 10.36488/cmac.2018.4.362-369.@@ Шайдуллина Э. Р., Эйдельштейн М. В., Склеенова Е. Ю. идр. Антибиотикорезистентность нозокомиальных карбапенемазопродуцирующих штаммов Enterobacterales вРоссии: результаты эпидемиологического исследования 2014-2016гг. Клиническая микробиология иантимикробная химиотерапия. 2018;20(4):362-369. doi: 10.36488/cmac.2018.4.362-369.

14. Sukhorukova M. V., Edelstein M. V., Ivanchik N. V. 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: 10.36488/cmac.2019.2.147-159.@@ Сухорукова М. В., Эйдельштейн М. В., Иванчик Н. В. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacterales встационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015-2016». Клиническая микробиология иантимикробная химиотерапия. 2019;21(2):147-159. doi:10.36488/cmac.2019.2.147-159.

15. Yakovlev S. V., Suvorova M. P., Bykov A. O. Infections Caused by Carbapenem-Resistant Enterobacterales: Epidemiology, Clinical Significance, and Possibilities for Antibiotic Therapy Optimization. Antibiot Khimioter (Antibiotics and Chemotherapy). 2020;65(5-6):41-69. (In Russ.) doi: 10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-41-69.@@ Яковлев С. В., Суворова М. П., Быков А. О. Инфекции, вызванные карбапенеморезистентными энтеробактериями: эпидемиология, клиническое значение ивозможности оптимизации антибактериальной терапии. Антибиотики ихимиотерапия. 2020;65(5-6):41-69. doi: 10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-41-69.

16. Boronina L. G., Samatova E. V., Blinova S. M. et al. Incidence of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in the multidisciplinary pediatric hospital. RMJ. 2020;3(4):295-301. (In Russ.) doi: 10.32364/2618-8430-2020-3-4-295-301.@@ Боронина Л. Г., Саматова Е. В., Блинова С. М., Кукушкина М. П., Панова С. А., Устюгова С. С.Частота распространения устойчивых ккарбапенемам штаммов грамотрицательных бактерий вмногопрофильном детском стационаре. РМЖ. 2020;3(4):295-301. doi: 10.32364/2618-8430-2020-3-4-295-301.

17. Pascale R., Giannella M., Bartoletti M. et al. Use of meropenem in treating carbapenem-resistant Enterobacteriaceae infections. Expert Rev Anti Infect Ther. 2019Oct;17(10):819-827. doi: 10.1080/14787210.2019.1673731.

18. Egorov A. M., Ulyashova M. M., Rubtsova M. Y. Bacterial Enzymes and Antibiotic Resistance. Acta Naturae. 2018 Oct-Dec;10(4):33-48.

19. Akova M.Epidemiology of antimicrobial resistance in bloodstream infections. Virulence. 2016 Apr 2;7(3):252-66. doi: 10.1080/21505594.2016.1159366.