Prevalence and characterization of extended spectrum β-lactamases in Klebsiella-Enterobacter-Serratia group bacteria, in Algeria

ObjectivesThe authors had for aim to assess the local epidemiology, antibiotic resistance, and molecular typing of expanded spectrum betalactamase producing Klebsiella, Enterobacter, and Serratia (ESBL KES).Materials and methodsTwo hundred and seven strains of the KES group were isolated in the microbiology laboratory of the Annaba Ibn Rochd hospital in 2009. The antibiotic resistance (diffusion method and MIC) was tested and ESBL detection was performed as recommended by the Clinical Laboratory Standard Institute (CLSI). The characterization of genes for resistance to β-lactams (CTX-M-1, TEM, and SHV) and AmpC cephalosporinase (DHA-1) was performed by polymerase chain reaction. The epidemiological relationship among identified strains was analyzed by Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE). Genetic transfers were performed by conjugation using sodium azide resistant Escherichia coli K12J5 as recipient strain.ResultsThe overall incidence of ESBL KES was 31.4% (65/207) distributed as follows: 17.4% of Klebsiella spp., 7.2% Enterobacter spp., and 6.8% Serratia marcescens. The β-lactamase CTX-M 1 types were predominant (88%), followed by TEM (36.5%), and SHV (31.1%). Twenty-three strains expressed at least two bla genes. DHA-1 type cephalosporinase was found in 4 E. cloacae associated with CTX-M-1. Several epidemic clones were determined. Conjugation experiments showed that blaCTX-M, blaTEM, and blaSHV were carried by conjugative plasmids of high molecular weight (≥ 125 kb).ConclusionsThis study revealed a high frequency of ESBL KES with a predominance of CTX-M-1. This high rate of ESBLs could be due to a clonal spread and the emergence of new epidemic clones.

RésuméObjectifsLe but de ce travail était d’évaluer l’épidémiologie locale, l’antibiorésistance et le typage moléculaire de Klebsiella, Enterobacter et Serratia productrices de bêtalactamases à spectre étendu (KES BLSE).Matériel et méthodesDurant l’année 2009, 207 souches du groupe KES ont été isolées au laboratoire de microbiologie du centre hospitalier Ibn Rochd de la ville Annaba. La résistance aux antibiotiques (méthode de diffusion et CMI) et la détection des BLSE ont été réalisées selon les recommandations du Clinical Laboratory Standard Institute (CLSI). La caractérisation des gènes de résistance aux β-lactamines (CTX-M-1, TEM, et SHV) et les céphalosporinases plasmidique de type AmpC a été réalisée par PCR. La relation épidémiologique entre les souches identifiées a été analysée par électrophorèse en champ pulsé. Les transferts génétiques ont été effectués par conjugaison en utilisant la souche d’Escherichia coli K12J5 résistante à l’azide de sodium comme souche réceptrice.RésultatsLa fréquence globale des KES BLSE était de 31,4 % (65/207) répartie comme cela : 17,4 % de Klebsiella spp., 7,2 % Enterobacter spp. et 6,8 % Serratia marcescens. Les β-lactamases de type CTX-M-1 étaient prédominantes (88 %) suivi de TEM (36, 5 %) et de SHV (31,1 %). Vingt-trois souches exprimaient au moins deux gènes bla. La céphalosporinase de type DHA-1 était retrouvé dans quatre E. cloacae en association avec CTX-M-1. Plusieurs clones épidémiques ont pu être déterminés. Les expériences de conjugaison ont montrés que blaCTX-M-15, blaTEM-1 et blaSHV-12 étaient portées par des plasmides conjugatifs de haut poids moléculaire (≥ 125 kb).ConclusionsCette étude a révélé une fréquence élevée des KES BLSE avec une prédominance de CTXM-1. Cette abondance de BLSE pourrait résulter d’une dissémination clonale et l’émergence de nouveaux clones épidémiques.