ПАТОГЕННЫЕ ВИДЫ КЛОСТРИДИЙ И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ, ФАКТОРЫ ВИРУЛЕНТНОСТИ И ГЕНОМНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Приведены научные данные о разнообразии видов опасных клостридий вызывающих инфекционные заболевания у сельскохозяйственных животных. Современные знания о факторах патогенности и вирулентности клостридий, их вредном воздействии на организм высокопродуктивных животных. Представлена информация о анаэробных бактериях, обладающих свойствами образовывать капсулы и биопленочные структуры, которые являются важными детерминантами вирулентности, блокирующими действие иммунных систем макроорганизма, антибактериальных препаратов и различных дезинфицирующих веществ. Данные о фенотипической и молекулярно-генетической устойчивости таких значимых клостридий, как C. perfringens, C. difficile, встречающиеся в опубликованных результатах исследований, представлены в таблицах, а актуальная информация о детерминантах вирулентности выявленных у C. septicum, C. sordellii, C. sporogenes, C. tetani из разных биологических материалов, от разных животных, представлена в тексте статьи. Описаны механизмы устойчивости к антибиотикам, измененная экспрессия окислительно-восстановительных белков, ДНК-восстановление, гены мутации, отвечающие за резистентность к антибиотикам, образование биопленок и наличие матрикса, затрудняющего проникновение антимикробных агентов в бактерии, и их распространенность среди патогенных клостридий во всем мире. Отображены современные доступные методы терапии и противомикробные препараты как альтернатива терапевтическим средствам, применяемым для лечения заболеваний у человека, животных и птиц, вызванных клостридиями.

1. Обнаружение и идентификация лабораторными методами бактериальных патогенов рода Clostridium, выявленных у крупного рогатого скота на территории Уральского региона / Н.А. Безбородова, Е.Н. Шилова, О.В. Соколова [и др.] // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2022. – № 1 (41). – С. 83–92.

2. Видовой спектр бактерий рода Clostridium, выделенных от крупного рогатого скота на молочных комплексах / Т.Е. Терентьева, Т.И. Глотова, А.Г. Глотов [и др.] // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. – 2016. – № 1. – С. 5–8.

3. Белый Ю.Ф., Фиалкиа С.В., Троицкий В.И. Роль токсинов в патогенности Clostridium difficile // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2018. – № 12 (160). – С. 4–10.

4. Механизмы антибактериальной резистентности Clostridium (clostridioides) difficile / М.А. Сухина, А.Б. Макешова, Ю.А. Шелыгина [и др.] // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2018. – № 12 (160). – С. 70–79.

5. Окулич В.К., Кабанова А.А., Плотников Ф.В. Микробные биопленки в клинической микробиологии и антибактериальной терапии: монография. – Витебс. гос. мед. ун-т, 2018. – 301 с.

6. Ильина Т.С., Романова Ю.М. Бактериальные биопленки: роль в хронических инфекционных процессах и поиск средств борьбы с ними // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2021. – № 39 (2). – С. 14–24.

7. Genetic Relatedness, Antibiotic Resistance, and Effect of Silver Nanoparticle on Biofilm Formation by Clostridium perfringens Isolated from Chickens, Pigeons, Camels, and Human Consumers / H.A. Ahmed, E.l. Bayomi, R.I Hamed [et al.] // Vet Sci. – 2022. – N 2. – Р. 9–10.

8. Antimicrobial resistance profiling and molecular typing of ruminant-borne isolates of Clostridium perfringens from Xinjiang, China / W. Xiaoting, N. Chengcheng, J. Chunhui [et al.] // J Glob Antimicrob Resist. – 2021. – N 27. – Р. 41–45.

9. Молекулярные механизмы и генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным препаратам у микроорганизмов (обзор) / В.Д. Зубарева, О.В. Соколова, Н.А. Безбородова [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2022. – Т. 57, № 2. – С. 237–256.

10. Analysis of the condition of microbiocenoses and antibiotic resistance on a dairy farm in three-year dynamics / A. Isaeva, A. Krivonogova, A. Chentsova [et al.] // Bio web of conferences: International Scientific and Practical Conference, Tyumen, 19–20 июля 2021 г. – Tyumen: EDP Sciences, 2021. – P. 06017.

11. Methodology for compiling a microbial resistance passport for dairy farms / A.S. Krivonogova, I.M. Donnik, A.G. Isaeva, K.V. Moiseeva // Agrarian Bulletin of the Urals. – 2020. – N 9 (200). – P. 42–47.

12. Antibiotic resistance plasmids and mobile genetic elements of Clostridium perfringens / V. Adams, X. Han, D. Lyras [et al.] // Plasmid. – 2018. – N 99. – Р. 32–39.

13. Toxinotyping and molecular characterization of antimicrobial resistance in Clostridium perfringens isolated from different sources of livestock and poultry / K. Anju, K. Divya, P. Mala [et al.] // Anaerobe. – 2021. – N 67. – Р. 102–298.

14. Inside environmental Clostridium perfringens genomes: antibiotic resistance genes, virulence factors and genomic features / J.C. Fourie, C.C. Bezuidenhout, T.J. Sanko [et al.] // J Water Health. – 2020. – N 18 (4). – Р. 477–493.

15. Prevalence, Genotypic and Phenotypic Characterization and Antibiotic Resistance Profile of Clostridium perfringens Type A and D Isolated from Feces of Sheep (Ovis aries) and Goats (Capra hircus) in Punjab, Pakistan / M. Mohiuddin, Z. Iqbal, A. Siddique [et al.] // Toxins (Basel). – 2020. – N 12(10). – P. 657.

16. Prevalence and multilocus sequence typing of Clostridium perfringens isolated from 4 duck farms in Shandong province, China / L. Xiu, Y. Liu, W. Wu [et al.] // Poult Sci. – 2020. – N 99 (10). – Р. 5105–5117.

17. Park M., Rafii F. The prevalence of plasmid-coded cpe enterotoxin, β2 toxin, tpeL toxin, and tetracycline resistance in Clostridium perfringens strains isolated from different sources // Anaerobe. – 2019. – N 56. – Р. 124–129.

18. Bendary M.M., Abd El-Hamid M.I., El-Tarabili R.M. Clostridium perfringens Associated with Foodborne Infections of Animal Origins: Insights into Prevalence, Antimicrobial Resistance, Toxin Genes Profiles, and Toxinotypes / // Biology (Basel). – 2022. – N 11 (4). – Р. 551.

19. Al-Shukri M.S., Hmood A.M., Al-Charrakh A.H. Sequencing of Clostridium perfringens toxin genes (cpa, etx, iap) from Iraqi hospitals and detection by PCR of the genes encoding resistance to metronidazole, tetracycline, and clindamycin // Indian J Med Microbiol. – 2021. – N 39 (3). – Р. 289–294.

20. Mehdizadeh G.I., Boerlin P., Prescott J.F. Antimicrobial Susceptibility and Clonal Relationship of Tetracycline Resistance Genes in netF-Positive Clostridium perfringens // Microb Drug Resist. – 2019. – N 25 (4). – Р. 627–630.

21. Holt H.M., Danielsen T.K., Justesen U.S. Routine disc diffusion antimicrobial susceptibility testing of Clostridium difficile and association with PCR ribotype 027 // Eur J Clin Microbiol Infect Dis. – 2015. – N 34 (11). – Р. 2243–2246.

22. Probing genomic aspects of the multi-host pathogen clostridium perfringens reveals significant pangenome diversity, and a diverse array of virulence factors / K. Raymond, C. Shabhonam, A. Sarah [et al.] // Microbiol. – 2017.

23. Spigaglia P., Mastrantonio P., Barbanti F. Resistances of Clostridium difficile // Adv Exp Med Biol. – 2018. – N 1050. – Р. 137–159.

24. Antibiotic treatment of Clostridium difficile carrier mice triggers a supershedder state, spore-mediated transmission, and severe disease in immunocompromised hosts / T.D. Lawley, S. Clare, A.W. Walker [et al.] // Infect Immun. – 2009. – N 77 (9). – Р. 3661–3669.

25. gyrA and gyrB mutations are implicated in cross-resistance to Ciprofloxacin and moxifloxacin in Clostridium difficile / L. Dridi, J. Tankovic, B. Burghoffer [et al.] // Antimicrob Agents Chemother. – 2002. – N 46 (11). – Р. 3418–3421.

26. Antibiotic exposure and risk for hospital-associated Clostridioides difficile infection / B.J. Webb, A. Subramanian, B. Lopansri [et al.] // Antimicrob Agents Chemother. – 2020. – N 64 (4), DOI: 10.1128/ AAC.02169-19.

27. Update on antimicrobial resistance in Clostridium difficile: resistance mechanisms and antimicrobial susceptibility testing / Z. Peng, D. Jin, H.B. Kim [et al.] // J Clin Microbiol. – 2017. – N 55 (7). – Р. 1998–2008.

28. Farrow K.A., Lyras D., Rood J.L. The macrolide-lincosamide-streptogramin B resistance determinant from Clostridium difficile 630 contains two erm(b) genes // Antimicrob Agents Chemother. – 2000. – N 44 (2). – Р. 411–413.

29. Dzyubak E., Yap M.-N.F. The expression of antibiotic resistance methyltransferase correlates with mRNA stability independently of ribosome stalling // Antimicrob Agents Chemother. – 2016. – N 60 (12). – Р. 7178–7188.

30. Multidrug resistance in European Clostridium difficile clinical isolates / P. Spigaglia, F. Barbanti, P. Mastrantonio // J Antimicrob Chemother. – 2011. – N 66 (10). – Р. 2227–2234.

31. Genetic analysis of Tn916-like elements conferring tetracycline resistance in clinical isolates of Clostridium difficile / D. Dong, X. Chen, C. Jiang [et al.] // Int J Antimicrob Agents. – 2014. – N 43 (1). – Р. 73–77.

32. Subinhibitory concentrations of metronidazole increase biofilm formation in Clostridium difficile strains / C. Vuotto, I. Moura, F. Barbanti [et al.] // Pathog Dis. – 2016. – N 74. – Р. 114.

33. Antimicrobial resistance in Clostridium difficile / H. Huang, A. Weintraub, H. Fang [et al.] // Int J Antimicrob Agents. – 2009. – N 34 (6). – Р. 516–522.

34. Molecular characterization and antimicrobial susceptibilities of Clostridium difficile clinical isolates from Victoria, Australia / K.E. Mackin, B. Elliott, D. Kotsanas [et al.] // Anaerobe. – 2015. – N 34. – Р. 80–83.

35. Antimicrobial susceptibilities of Clostridium difficile isolated in Japan / H. Kunishima, J. Chiba, M. Saito [et al.] // J Infect Chemother. – 2013. – N 19 (2). – Р. 360–362.

36. Sárvári K.P., Schoblocher D. The antibiotic susceptibility pattern of gas gangrene-forming Clostridium spp. clinical isolates from South-Eastern Hungary // Infect Dis (Lond). – 2020. – N 52 (3). – Р. 196–201.

37. Comparative efficacy of antibiotics in treating experimental Clostridium septicum infection / M.J. Aldape, C.R. Bayer, S.N. Rice [et al.] // Int J Antimicrob Agents. – 2018. – N 52 (4). – Р. 469–473.

38. Microbiologic characterization and antimicrobial susceptibility of Clostridium tetani isolated from wounds of patients with clinically diagnosed tetanus / J.I. Campbell, T.M. Lam, T.L. Huynh [et al.] // Am J Trop Med Hyg. – 2009. – N 80 (5). – Р. 827–831.

39. Isolation and Antibiogram of Clostridium tetani from Clinically Diagnosed Tetanus Patients / H. Hanif, A. Anjum, N. Ali [et al.] // Am J Trop Med Hyg. – 2015. – N 93 (4). – Р. 752–756.

40. In vitro activity of eravacycline against common ribotypes of Clostridioides difficile / E. Bassères, K. Begum, C. Lancaster [et al.] // J Antimicrob Chemother. – 2020. – N 75 (10). – Р. 2879–2884.

41. Repurposing auranofin as a Clostridioides difficile therapeutic / M.L. Hutton, H. Pehlivanoglu, C.J. Vidor [ et al.] // J Antimicrob Chemother. – 2020. – N 75. – Р. 409–417.

42. Золотухин С.Н., Пульчеровская Л.П., Каврук Л.С. Неспецифическая профилактика смешанной кишечной инфекции телят и поросят // Практик. – 2006. – № 6. – С. 72–76.

43. Диагностика, специфическая профилактика и лечение и бактериальных болезнях животных / М.К. Пирожков, C.B. Ленев, Е.В. Викторова [и др.] // Ветеринария. – 2011. – № 1. – С. 24–28.

44. Пименов Н.В., Колесникова Ю.Н. Этиология анаэробной энтеротоксемии у молодняка крупного рогатого скота // Перспективные направления в развитии сельского хозяйства: тр. Всерос. совета молодых ученых и специалистов аграр. образов. и науч. учр. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех». – 2015. – С. 175–178.

45. Шахов А.Г. Этиология и профилактика желудочно-кишечных и респираторных болезней телят и поросят // Ветеринарная патология. – 2003. – № 2 (6). – С. 25–28.

46. Результаты испытания вакцины, ассоциированной против анаэробной энтеротоксемии и эшерихиозной диареи телят на лабораторных животных / А.А. Иванов, Г.Н. Спиридонов, Х.Н. Макаев [и др.] // Ветеринарный врач. – 2012. – № 2. – С. 10–12.

47. Efficacy and safety of ridinilazole compared with vancomycin for the treatment of Clostridium difficile infection: a phase 2, randomised, double-blind, active-controlled, non-inferiority study / R.J. Vickers, G.S. Tillotson, R. Nathan [et al.] // Lancet Infect Dis. – 2017. – N 17 (7). – Р. 735–744.

48. Wullt M., Odenholt I. A double-blind randomized controlled trial of fusidic acid and metronidazole for treatment of an initial episode of Clostridium difficile-associated diarrhea // J Antimicrob Chemother. – 2004. – N 54 (1). – Р. 211–216.

49. Petrosillo N., Granata G., Cataldo M.A. Novel antimicrobials for the treatment of Clostridium difficile infection // Front Med. – 2018. – N 5. – DOI: 10.3389/fmed.2018.00096.

50. In Vitro and In Vivo Antibacterial Activities of a Novel Quinolone Compound, OPS-2071, against Clostridioides difficile / D. Oka, N. Yamaya, T. Kuno [et al.] // Antimicrob Agents Chemother. – 2021. – N 65 (4). – Р. 1170–1172.

51. Takeda S., Miki T. Antimicrobial profile and clinical evidence of fidaxomicin (Dafclir®), a therapeutic agent for Clostridioides (Clostridium) difficile infection // Nihon Yakurigaku Zasshi. – 2019. – N 154 (4). – Р. 217–229.