โครงการศึกษาความชุกของ Class 1 integron และ blaVEB-1 ของเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ที่แยกได้จากสิ่งส่งตรวจทางคลินิก Study on the prevalence of class 1 integrons and blaVEB-1 in Pseudomonas aeruginosa isolated from clinical specimens

Abstract

บทคัดย่อ

            การวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงปริมาณ (Quantitative Research) มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อศึกษาความชุกของ Class 1 integron ในเชื้อยีน (Gene) Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa) ที่แยกได้จาก  สิ่งส่งตรวจทางคลินิก 2) เพื่อศึกษาความชุกของยีน (Gene) blaVEB-1 ในเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ที่แยกได้จากสิ่งส่งตรวจทางคลินิก Class 1 integron มีคุณสมบัติเป็นองค์ประกอบนธุกรรมเคลื่อนที่ Mobile genetic elements (MEGs) ที่มีความสามารถในการสะสมยีนดื้อยาได้หลายชนิดและแพร่กระจายยีนดื้อยาในกลุ่มประชากรเชื้อแบคทีเรีย  และยีน bla_VEB-1 ซึ่งเป็นยีนผลิตเอนไซม์ Extended-Spectrum Beta-Lactamases (ESBLs) สามารถทำลายยากลุ่ม cephalosporin โดยเฉพาะ ceftazidime ซึ่งเป็นยาหลักในการรักษาเชื้อ Pseudomonas aeruginosa การศึกษานี้ จึงทำการศึกษาความชุกของ Class 1 integron และ ยีน bla_VEB-1 ในเชื้อ P. aeruginosa จากที่แยกได้จากสิ่งส่งตรวจทางคลินิกจำนวน 130 เชื้อที่แยกได้จากตัวอย่าง (Isolates) โดยวิเคราะห์รูปแบบการดื้อยาต้านจุลชีพด้วยวิธี disk diffusion     หาค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถยับยั้งเชื้อ Minimum Inhibitory Concentration (MIC) ของยา ceftazidime ด้วยวิธี agar dilution คัดกรองการสร้างเอนไซม์ ESBLs ด้วยวิธี synergistic disk และการตรวจหายีน intI1 และ bla_VEB-1 ด้วยเทคนิคทางชีววิทยาโมเลกุลที่ใช้เพิ่มจำนวน DNA เพื่อใช้ในการตรวจวิเคราะห์ทางพันธุกรรม Polymerase Chain Reaction (PCR) ผลการศึกษาพบว่า เชื้อดื้อต่อยา ceftazidime ร้อยละ 16.92 (22/130) โดยในกลุ่มที่ดื้อยามีค่า MIC อยู่ในช่วง 32 ถึง >256 µg/ml จากการคัดกรองการสร้างเอนไซม์ ESBLs ด้วยวิธี Double-disk synergy test มีผลบวกเพียงร้อยละ 9.23 (12/130) ขณะที่การตรวจด้วยวิธี PCR พบยีน intI1 (Class 1 integron) สูงถึงร้อยละ 42.31 (55/130) และพบยีน bla_VEB-1 ร้อยละ 10.76 (14/130) การพบ Class 1 integron ในสัดส่วนที่สูงแสดงให้เห็นว่า    มีความเสี่ยงต่อการสะสมและแพร่กระจายยีนดื้อยาผ่าน Mobile genetic elements นี้ในกลุ่มประชากรเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งจำเป็นต้องมีมาตรการควบคุมการติดเชื้อและการใช้ยาปฏิชีวนะ อย่างสมเหตุสมผล     เพื่อจำกัดการระบาดของเชื้อดื้อยาในสถานพยาบาล

คำสำคัญ: Pseudomonas aeruginosa, Class 1 integron, blaVEB-1, การดื้อยาต้านจุลชีพ, เอนไซม์ ESBLs,

           Ceftazidime, Polymerase Chain Reaction (PCR)

Abstract

           This study was conducted as a quantitative research with the following objectives: (1) to determine the prevalence of Class 1 integron in Pseudomonas aeruginosa isolates obtained from clinical specimens, and (2) to investigate the prevalence of the blaVEB-1 gene in P. aeruginosa isolates derived from clinical samples.

           Class 1 integrons are considered mobile genetic elements (MGEs) that have the ability to capture and accumulate multiple antimicrobial resistance genes and facilitate the dissemination of these resistance determinants among bacterial populations. The blaVEB-1 gene encodes Extended-Spectrum Beta-Lactamases (ESBLs), enzymes capable of hydrolyzing β-lactam antibiotics, particularly cephalosporins such as Ceftazidime, which is commonly used as a primary therapeutic agent for infections caused by P. aeruginosa.

           Therefore, this study aimed to investigate the prevalence of Class 1 integron and the blaVEB-1 gene in P. aeruginosa isolates obtained from clinical specimens. A total of 130 bacterial isolates were included in the study. Antimicrobial susceptibility patterns were analyzed using the disk diffusion method, while the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of ceftazidime was determined using the agar dilution method. Screening for ESBL production was performed using the synergistic disk (double-disk synergy) test. In addition, the presence of the intI1 gene (representing Class 1 integron) and the blaVEB-1 gene was detected using the molecular technique Polymerase Chain Reaction (PCR), which amplifies specific DNA fragments for genetic analysis.

           The results showed that 16.92% (22/130) of the isolates were resistant to ceftazidime. Among these resistant isolates, MIC values ranged from 32 to >256 µg/mL. Screening for ESBL production using the double-disk synergy test yielded positive results in only 9.23% (12/130) of the isolates. In contrast, PCR analysis revealed a higher prevalence of the intI1 gene (Class 1 integron) at 42.31% (55/130), while the blaVEB-1 gene was detected in 10.76% (14/130) of the isolates.

           The high prevalence of Class 1 integron observed in this study indicates a significant potential for the accumulation and dissemination of antimicrobial resistance genes through these mobile genetic elements within bacterial populations. These findings highlight the importance of implementing effective infection control measures and promoting the rational use of antibiotics in order to limit the spread of antimicrobial-resistant bacteria in healthcare settings.

Keywords: Pseudomonas aeruginosa, Class 1 integron, blaVEB-1, antimicrobial resistance,

                                      ESBLs enzymes, Ceftazidime, Polymerase Chain Reaction (PCR)