Prevalence and Molecular Characterization of β-Lactamases in Clinical Isolates of Klebsiella pneumoniae from North of Palestine
Date
2016
Authors
Doa'a Faisal Rabaya'
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Fifty-one clinical isolates of Klebsiella pneumoniae were obtained from different hospitals in Jenin, Nablus and Tulkarem districts-Palestine, during September - December 2015. Identification of isolates were confirmed in Microbiology laboratories at An-Najah National University-Nablus, Palesine; using different tests such as growth on MacConkey, detection of growth at 5°C and 44.5°C, Gram stain reaction, motility test and other biochemical tests were used such as Indole test and Voges-Proskauer test. Multiplex PCR was used to detect and determine the molecular epidemiology of MBL, ESBL and AmpC β-lactamase producing K. pneumoniae isolates. Results showed that the prevalence of possible ESBL, MBL and AmpC β-lactamase using multiplex PCR technique were 92.2%, 9.8 and 3.9%, respectively. TEM gene was the most dominant (72.5%) among the K. pneumoniae isolates. Other genes were (0.0%), (17.6%) and (31%) for CTX-M, SHV and OXA genes, respectively. For MBLs and AmpC β-lactamases (9.8%) NDM and (3.9%) DHA genes were detected, respectively, among the collected isolates. Six isolates (11.8%) showed coexistence with at least another type of β-lactamases. Molecular analysis and phylogenetic relationships showed that all sequenced TEM, SHV, OXA, NDM and DHA genes belonged to TEM-1, SHV-1, OXA-1, NDM-1 and DHA-1, respectively. Results of the current study showed that all K. pneumoniae isolates were sensitive to Imipenem (100%), while 68.6% and 54.9% of the isolates were resistant to Meropenem and Cefotaxime, respectively. A total of 26 of K. pneumoniae isolates (51%) harbored class 1 integrons, whereas other classes were not detected. All integrons were detected in K. pneumoniae isolates carrying β-lactamase genes.
ERIC-PCR typing of 40 clinical isolates of K. pneumoniae harbored β-lactamase genes were genetically diverse and consisted of a heterogeneous population with a total of 16 ERIC PCR profiles (clusters) at a 50% similarity level.
Results of the current research showed high occurrence of β-lactamases among clinical isolates of K. pneumoniae in Palestine. To restrict the further spread of β-lactamases producing K. pneumoniae isolates within hospitals in this country, we recommend the continuous monitoring and surveillance of the prevalence, proper prevention practices and effective antimicrobial drugs use.
تم الحصول على 51 عزلة من بكتيريا الكليبسيلا من مستشفيات مختلفة من منطقة جنين، نابلس وطولكرم/ فلسطين خلال الفترة ما بين أيلول إلى كانون الأول من العام 2015. أظهرت النتائج أن انتشار كل من ESβL، MBLو AmpC β-lactamase باستخدام تقنية PCR كان بنسبة 92.2%، %9.8 و 3.92% على الترتيب. كما أظهرت النتائج أن جين TEM كان سائدا بنسبة 72.5% بين بكتيريا الكليبسيلا التي تحمل جينات ESβL. أما الجينات الأخرى وهي CTX-M ، SHV و OXA فكانت النسب 0.0%، 17.6% و31% على الترتيب. بينما في AmpC β-lactamases فقد تم تحديد جين DHA فقط، وكانت نسبة انتشاره %3.9. وأظهرت النتائج أن العينات المنتجة ل MBL كانت تحمل جين NDM بنسبة انتشار .%9.8 بالإضافة إلى أن 50.98% من العينات كانت تحمل النوع 1 من integrons ولم يظهر النوع 2، 3 أو4 في أي من العينات. أظهر التحليل الجزيئي باستخدام طريقة شجرة النشوء والتطور أن جميع تسلسلات جينات TEM، SHV، OXA ،NDM و DHA التي تم فحص تسلسل النيوكليتيدات لها تعود إلى TEM-1، SHV-1،OXA-1 ،NDM-1 و DHA-1 على الترتيب. كما أظهرت نتائج ERIC-PCR أن هذه السلالات متنوعة. نتائجنا تؤكد على الحاجة إلى المراقبة المستمرة ومراقبة الانتشار والرقابة السليمة وممارسات الوقاية واستخدام المضادات الحيوية الفعالة سيحد من انتشار المزيد من السلالات المنتجة ل AmpC β-lactamases ،ESβLs و MBLsداخل المستشفيات في فلسطين.
تم الحصول على 51 عزلة من بكتيريا الكليبسيلا من مستشفيات مختلفة من منطقة جنين، نابلس وطولكرم/ فلسطين خلال الفترة ما بين أيلول إلى كانون الأول من العام 2015. أظهرت النتائج أن انتشار كل من ESβL، MBLو AmpC β-lactamase باستخدام تقنية PCR كان بنسبة 92.2%، %9.8 و 3.92% على الترتيب. كما أظهرت النتائج أن جين TEM كان سائدا بنسبة 72.5% بين بكتيريا الكليبسيلا التي تحمل جينات ESβL. أما الجينات الأخرى وهي CTX-M ، SHV و OXA فكانت النسب 0.0%، 17.6% و31% على الترتيب. بينما في AmpC β-lactamases فقد تم تحديد جين DHA فقط، وكانت نسبة انتشاره %3.9. وأظهرت النتائج أن العينات المنتجة ل MBL كانت تحمل جين NDM بنسبة انتشار .%9.8 بالإضافة إلى أن 50.98% من العينات كانت تحمل النوع 1 من integrons ولم يظهر النوع 2، 3 أو4 في أي من العينات. أظهر التحليل الجزيئي باستخدام طريقة شجرة النشوء والتطور أن جميع تسلسلات جينات TEM، SHV، OXA ،NDM و DHA التي تم فحص تسلسل النيوكليتيدات لها تعود إلى TEM-1، SHV-1،OXA-1 ،NDM-1 و DHA-1 على الترتيب. كما أظهرت نتائج ERIC-PCR أن هذه السلالات متنوعة. نتائجنا تؤكد على الحاجة إلى المراقبة المستمرة ومراقبة الانتشار والرقابة السليمة وممارسات الوقاية واستخدام المضادات الحيوية الفعالة سيحد من انتشار المزيد من السلالات المنتجة ل AmpC β-lactamases ،ESβLs و MBLsداخل المستشفيات في فلسطين.