Molecular Characterization of Methicillin Resistant Staphylococcus aureus Strains Isolated from Hospitals Surfaces, Equipments and Patients in Northern Palestine
Date
2014
Authors
Hala “Mohammad Shuaib” Abd-Alqader Shaheen
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Staphylococcus aureus is considered one of the most important pathogens to humans and animals. Infections of this pathogen can be acquired through both hospital and community settings.
This study aimed to investigate the contamination of environmental surfaces with MRSA in two hospitals in Northern Palestine, Rafidia Hospital (Nablus) and Thabet Thabet hospital (Tulkarm). In addition, to investigate molecular characterization of MRSA strains isolated from the patients and their environment in these hospitals and to use molecular methods to study the identity among these strains.
Two hundred sixty five swabbed samples were collected from two hospitals (Rafidia Hospital, 100 environmental samples and 34 clinical and nasal swab samples; Thabet Thabet Hospital, 96 environmental samples and 35 clinical and nasal swab samples).
Results showed that, 71 and 79 samples were mannitol fermenters from Rafidia hospital and Thabet Thabet hospital, respectively. Incidence of S. aureus in Rafidia hospital and Thabet Thabet hospital was 23.1% and 37.4%, respectively. The number of MRSA among S. aureus in both hospitals was 13 strains, Rafidia hospital 29% (n=9) and Thabet Thabet hospital 8.2% (n=4).
Results of this research showed that these 13 strains were resistant to oxacilllin using Disk diffusion method. All strains showed mecA gene by PCR technique. These strains carried different antibiotic resistance genes including aacA-aphD (Gentamicin), erm(C) (Erythromycin and clindamycin), tetK (Tetracyclin).
SCCmec typing identified that the majority (84.6%) of isolates carried SCCmec type II (n = 11), which is traditionally associated with HA-MRSA. Types I and III were not detected in this study. Strain No. 64T (7.7%) harbored SCCmec type IVa, which is traditionally associated with CA-MRSA. Strain 3HPR (7.7%) was non-typeable. Panton–Valentin leukocidin (PVL) was detected in 2 (14.3%) samples (3HPR and 4HPR) isolated from patients; PVL that was detected in 4HPR sample was associated with SCCmec type II while that was detected in 3HPR SCCmec was non-typeable. PVL genes of these positive samples were sequenced.
The results also showed that ERIC PCR analysis revealed to that all the 13 MRSA had 12 different patterns. Samples 48BT and 99AT had the same pattern that were no bands under these conditions of ERIC PCR. Both samples were isolated from Thabet Thabet Hospital from environment (patient bed) and patient (nasal swab) for strains 48BT and 99AT, respectively. Three clinical and nasal swab isolates (3HPR, 4HPR and 99AT), were investigated by spa typing, indicating that the 3 isolates were clonally non related. Strains 4HPR and 99AT were belonged to clones t044 and t386, respectively, while the third strain 3HPR is new clone. The nucleotide sequences reported in this study were further registered at the GenBank database under the accession numbers ( KJ544514, KJ544515, KJ544516, KJ544517 and KJ544518).
This study characterized MRSA burden in environmental surfaces, clinical samples and nostrils of some patients using conventional environmental sampling methods (e.g., swab cultures). Special attention to infection control policies, work practices, and cleaning techniques are necessary to reduce the risk potential of MRSA transmission in hospital staff and patients. The association between environmental contamination and the epidemiology of S. aureus nosocomial infections is complex and thus further investigations are needed to reach a better understanding of this relationship.
تعتبر المكورات العنقودية الذهبية واحدةً من أهم مسببات الأمراض للإنسان والحيوان. من الممكن أن تتم العدوى بهذا الممرض من خلال المستشفى و العديد من الأماكن والمرافق العامة في المجتمع. هدفت هذه الدراسة إلى البحث في تلوث الأسطح البيئية بهذه الجرثومة في مستشفيين في شمال فلسطين، مستشفى رفيديا (نابلس) و مستشفى ثابت ثابت (طولكرم). إضافةً إلى البحث في الوصف الجزيئي للكشف عن (أنواع جينSCCmec ، جين PVL،ERIC ومعرفة تسلسل الحمض النووي) من سلالة الجرثومة المعزولة من المرضى وبيئتهم في هذه المستشفيات و استخدام التقنيات الجزيئية لدراسة هذه السلالات. تم جمع مائتين وخمسة وستين عينة من هذه المستشفيات (مستشفى رفيديا، 100 عينة بيئيّة و 34 عينة تشمل مسحات سريرية ومن الأنف؛ مستشفى ثابت ثابت، 96 عينة بيئيّة و 35 عينة تشمل مسحات سريرية ومن الأنف) . وقد أظهرت النتائج أن 71 و 79 عينة كانت مخمّرة للمانيتول من مستشفى رفيديا و مستشفى ثابت ثابت، على التوالي. وكانت نسب ظهور المكورات العنقودية الذهبية في كل من مستشفى رفيديا و مستشفى ثابت ثابت هي 23.1 ٪ و 37.4 ٪، على التوالي. وقد تبين أنّ ثلاث عشرة عيّنة من عينات البكتيريا العنقودية الذهبية التي تم عزلها في كلا المستشفيين هي من البكتيريا العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّين بنسبة 29 ٪ (ن = 9) في مستشفى رفيديا و8.2 ٪ (ن = 4) مستشفى ثابت ثابت. وأظهرت نتائج هذا البحث أنّ هذه السلالات الثلاثة عشرة كانت مقاومة للأوكسيسيلّيين باستخدام طريقة Disk Diffusion. وقد أظهرت جميع السلالات وجود جين mecA بواسطة تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل PCR - . كما تبين أن هذه السلالات تحمل العديد من الجينات المقاومة للمضادات الحيوية بما في ذلك جين) aacA-aphD جينتاميسين)، جين erm(C) (ايريثروميسين و كلينداميسين) وجينtetK (تيتراسيكلين). في حين أنّ تجربة الكشف عن أنواعSCCmec قد بيّنت أن الغالبية 84.6 ٪، (ن = 11) من العزلات هي من نوع SCCmec (II)، الذي يرتبط تقليديا مع المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين المكتسبة من المستشفيات. في حين أن الأنواع (I) و (III) لم تظهر خلال هذه الدراسة. وقد تبين أن السلالة رقم 64T )7.7 ٪) تحملSCCmec من النوع(IVa) ، والذي يرتبط تقليديا مع المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين المكتسبة من الأماكن والمرافق العامة في المجتمع. في حين أنّ السلالة رقمHPR 3 7.7) ٪( لم تظهر تحت أي من التصنيفات المعروفةnon-typable وقد تم الكشف عن جين (PVL) في عينتين (14.3 ٪) والتي هي ( 3HPRوHPR 4 (المعزولة من المرضى; حيث كان مرتبطاً مع نوع SCCmec (II) في العينة 4HPR في حين أنه لم يرتبط مع أي نوع في العينة 3HPR نظراً لكونSCCmec فيها non-typeable. وقد تم الكشف عن التسلسل الجيني لجين (PVL) في هذه العينتين. وأظهرت النتائج أيضا من خلال تحليل ERIC PCR إلى أنّ جميع الثلاثة عشرة سلالة للمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين تنتمي إلى اثنتي عشرة نمطاً مختلفاً باستخدامprimers .ERIC و أنّ العينتين رقمBT 48 و 99AT كانتا تنتميان لنفس النمط حيث أنه لم تظهر أيّ علامة في مسار العينتين في ظل هذه الظروف منERIC PCR .حيث تم عزل العينات من مستشفى ثابت ثابت من سرير أحد المرضى و مسحة أنف لإحدى المرضى للسلالات رقمBT 48 و99AT، على التوالي. وقد تم إجراء تسلسل النيوكليوتيدات للجين Spa لثلاث عزلات، والتي هي مسحات سريريّه و مسحة من الأنف (3HPR، 4HPR و99AT)، على التوالي، حيث تبين أن هذه العزلات الثلاثة تنتمي كل منها إلى نمط مختلف وأنه لا يوجد صلة بينها. وتنتمي السلالتيّن 4HPRو 99AT للنّمطين t044 و t386، على التوالي، في حين أنّ السلالة الثالثة3HPR تنتمي لنمط جديد. لقد تم تسجيل تسلسل النيوكليوتيدات الذي تم الكشف عنه في هذه الدراسة في قاعدة بيانات بنك الجينات تحت أرقام الانضمام (KJ544514،KJ544515، KJ544516، KJ544517 و (KJ544518 . بحثت هذه الدراسة في انتشار المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين، في السطوح البيئية ومسحات سريريّه ومن الأنف لبعض المرضى باستخدام الطرق التقليدية لأخذ العينات (مثل، زراعة المسحات). إنّ الاهتمام بسياسات مكافحة العدوى بشكل خاص، وممارسات العمل، و تقنيات التنظيف، من الأمور الواجب إتّباعها للتقليل من احتمال خطر انتقال هذه الجرثومة بين العاملين في المستشفى والمرضى. إنّ العلاقة بين تلوث البيئة و دراسة عدوى المستشفيات المرتبطة بالبكتيريا المكورة العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين معقّدة، لذلك هناك حاجة ملّحة لعمل المزيد من الدراسات والأبحاث للتوصل إلى فهم أفضل لهذه العلاقة.
تعتبر المكورات العنقودية الذهبية واحدةً من أهم مسببات الأمراض للإنسان والحيوان. من الممكن أن تتم العدوى بهذا الممرض من خلال المستشفى و العديد من الأماكن والمرافق العامة في المجتمع. هدفت هذه الدراسة إلى البحث في تلوث الأسطح البيئية بهذه الجرثومة في مستشفيين في شمال فلسطين، مستشفى رفيديا (نابلس) و مستشفى ثابت ثابت (طولكرم). إضافةً إلى البحث في الوصف الجزيئي للكشف عن (أنواع جينSCCmec ، جين PVL،ERIC ومعرفة تسلسل الحمض النووي) من سلالة الجرثومة المعزولة من المرضى وبيئتهم في هذه المستشفيات و استخدام التقنيات الجزيئية لدراسة هذه السلالات. تم جمع مائتين وخمسة وستين عينة من هذه المستشفيات (مستشفى رفيديا، 100 عينة بيئيّة و 34 عينة تشمل مسحات سريرية ومن الأنف؛ مستشفى ثابت ثابت، 96 عينة بيئيّة و 35 عينة تشمل مسحات سريرية ومن الأنف) . وقد أظهرت النتائج أن 71 و 79 عينة كانت مخمّرة للمانيتول من مستشفى رفيديا و مستشفى ثابت ثابت، على التوالي. وكانت نسب ظهور المكورات العنقودية الذهبية في كل من مستشفى رفيديا و مستشفى ثابت ثابت هي 23.1 ٪ و 37.4 ٪، على التوالي. وقد تبين أنّ ثلاث عشرة عيّنة من عينات البكتيريا العنقودية الذهبية التي تم عزلها في كلا المستشفيين هي من البكتيريا العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّين بنسبة 29 ٪ (ن = 9) في مستشفى رفيديا و8.2 ٪ (ن = 4) مستشفى ثابت ثابت. وأظهرت نتائج هذا البحث أنّ هذه السلالات الثلاثة عشرة كانت مقاومة للأوكسيسيلّيين باستخدام طريقة Disk Diffusion. وقد أظهرت جميع السلالات وجود جين mecA بواسطة تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل PCR - . كما تبين أن هذه السلالات تحمل العديد من الجينات المقاومة للمضادات الحيوية بما في ذلك جين) aacA-aphD جينتاميسين)، جين erm(C) (ايريثروميسين و كلينداميسين) وجينtetK (تيتراسيكلين). في حين أنّ تجربة الكشف عن أنواعSCCmec قد بيّنت أن الغالبية 84.6 ٪، (ن = 11) من العزلات هي من نوع SCCmec (II)، الذي يرتبط تقليديا مع المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين المكتسبة من المستشفيات. في حين أن الأنواع (I) و (III) لم تظهر خلال هذه الدراسة. وقد تبين أن السلالة رقم 64T )7.7 ٪) تحملSCCmec من النوع(IVa) ، والذي يرتبط تقليديا مع المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين المكتسبة من الأماكن والمرافق العامة في المجتمع. في حين أنّ السلالة رقمHPR 3 7.7) ٪( لم تظهر تحت أي من التصنيفات المعروفةnon-typable وقد تم الكشف عن جين (PVL) في عينتين (14.3 ٪) والتي هي ( 3HPRوHPR 4 (المعزولة من المرضى; حيث كان مرتبطاً مع نوع SCCmec (II) في العينة 4HPR في حين أنه لم يرتبط مع أي نوع في العينة 3HPR نظراً لكونSCCmec فيها non-typeable. وقد تم الكشف عن التسلسل الجيني لجين (PVL) في هذه العينتين. وأظهرت النتائج أيضا من خلال تحليل ERIC PCR إلى أنّ جميع الثلاثة عشرة سلالة للمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين تنتمي إلى اثنتي عشرة نمطاً مختلفاً باستخدامprimers .ERIC و أنّ العينتين رقمBT 48 و 99AT كانتا تنتميان لنفس النمط حيث أنه لم تظهر أيّ علامة في مسار العينتين في ظل هذه الظروف منERIC PCR .حيث تم عزل العينات من مستشفى ثابت ثابت من سرير أحد المرضى و مسحة أنف لإحدى المرضى للسلالات رقمBT 48 و99AT، على التوالي. وقد تم إجراء تسلسل النيوكليوتيدات للجين Spa لثلاث عزلات، والتي هي مسحات سريريّه و مسحة من الأنف (3HPR، 4HPR و99AT)، على التوالي، حيث تبين أن هذه العزلات الثلاثة تنتمي كل منها إلى نمط مختلف وأنه لا يوجد صلة بينها. وتنتمي السلالتيّن 4HPRو 99AT للنّمطين t044 و t386، على التوالي، في حين أنّ السلالة الثالثة3HPR تنتمي لنمط جديد. لقد تم تسجيل تسلسل النيوكليوتيدات الذي تم الكشف عنه في هذه الدراسة في قاعدة بيانات بنك الجينات تحت أرقام الانضمام (KJ544514،KJ544515، KJ544516، KJ544517 و (KJ544518 . بحثت هذه الدراسة في انتشار المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين، في السطوح البيئية ومسحات سريريّه ومن الأنف لبعض المرضى باستخدام الطرق التقليدية لأخذ العينات (مثل، زراعة المسحات). إنّ الاهتمام بسياسات مكافحة العدوى بشكل خاص، وممارسات العمل، و تقنيات التنظيف، من الأمور الواجب إتّباعها للتقليل من احتمال خطر انتقال هذه الجرثومة بين العاملين في المستشفى والمرضى. إنّ العلاقة بين تلوث البيئة و دراسة عدوى المستشفيات المرتبطة بالبكتيريا المكورة العنقودية الذهبية المقاومة للمثيسيلّيين معقّدة، لذلك هناك حاجة ملّحة لعمل المزيد من الدراسات والأبحاث للتوصل إلى فهم أفضل لهذه العلاقة.