ANALYSIS OF ANTIBIOTIC SUSCEPTIBILITY AND RESISTANCE OF KLEBSIELLA PNEUMONIAE IN VARIOUS BIOLOGICAL MATERIALS
Background: Antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae remains one of the most pressing issues in clinical microbiology and healthcare. With the active spread of multidrug-resistant strains, especially in hospital settings, the need for local monitoring of antibiotic susceptibility is becoming increasingly urgent to ensure effective treatment selection.
Objective: To assess the susceptibility and resistance of K. pneumoniae isolated from various biological materials to a broad spectrum of antibiotics and to identify the most effective drugs for empirical therapy.
Materials and Methods: The study utilized retrospective laboratory data from 169 clinical isolates of Klebsiella pneumoniae, obtained from five types of biological materials: sputum (n=65), ENT samples (n=45), urine (n=45), cerebrospinal fluid (n=9), and wound exudate (n=5). The analysis included 15 antibiotics from different classes, including cephalosporins, carbapenems, fluoroquinolones, aminoglycosides, and others. Susceptibility and resistance percentages were calculated using standard formulas. Microsoft Excel was used for primary data processing, and IBM SPSS Statistics was employed for descriptive statistical analysis.
Results: The highest susceptibility rates were observed for Imipenem (84.5%), Minocycline (82.4%), and Amikacin (79.6%), with resistance levels remaining below 20%, confirming their high efficacy against K. pneumoniae. Moderate activity was shown by Piperacillin, Cefepime, and Meropenem (approximately 70% susceptibility). In contrast, Nitrofurantoin, Cefazolin, and Trimethoprim showed the lowest activity, with resistance reaching up to 60% in some sample types. Differences in susceptibility profiles were noted depending on the biological material, although overall trends were consistent.
Conclusion: The findings underscore the importance of systematic local monitoring of K. pneumoniae antibiotic susceptibility, particularly in the context of widespread resistant strains. Imipenem, Minocycline, and Amikacin may be considered first-line agents for empirical treatment of K. pneumoniae infections. The reduced efficacy of several traditional antibiotics also highlights the need for cautious use in clinical practice.
Mukasheva Gulbarshyn Darynkyzy - Senior Teacher of the Department of Epidemiology and Biostatistics, NCJSC "Semey Medical University", Semey, Kazakhstan; E-mail: gulbarshyn_1_12@mail.ru; phone +7 775 220 07 45, https://orcid.org/0000- 0003-3490-5628;
Maukayeva Saule Boranbayevna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NCJSC "Semey Medical University", Semey, Kazakhstan; phone: 8 705 529 66 75, e-mail: solly66@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2679-6399;
Kudaibergenova Nazym Konyrovna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NCJSC "Semey Medical University", Semey, Kazakhstan, phone: 8 705 188 0836, e-mail: nazym.kudaibergenova@smu.edu.kz, https://orcid.org/0000-0002-2679-6399;
Shabdarbayeva Dariya Muratovna – Doctor of Medical Sciences, Professor, Vice Rector for Science and Strategic Development", Semey Medical University", Semey, Kazakhstan, phone 8 707 365 82 71, e-mail: dariya_kz@bk.ru, httрs://оrсіd.оrg/0000-0001-9463-1935;
Smailova Zhanargyl Kaiyrgaliyevna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Vice Rector for Academic and Educational Work, NCJSC «Semey Medical University», phone 8 707 365 82 71, e-mail: zhanargul.smailova@smu.edu.kz; https://orcid.org/0000-0002-4513-4614;
Tokayeva Alma Zeinollakizi - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NСJSC "Semey Medical University", phone: 8 701 355 9338, e-mail: alma.tokayeva@smu.edu.kz, https://orcid.org/0000-0003-1238-9263, Semey, Kazakhstan;
Smail Yerbol Muslimuly - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NСJSC "Semey Medical University", phone: 8 705 528 8409, e-mail: erbol.smail@smu.edu.kz, https://orcid.org/0000-0003-3881-3747, Semey, Kazakhstan;
Nuralinova Gulnar Inzhikanovna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NCJSC «Semey Medical University», phone: 8 705 409 41 09, e-mail: gulnarnuralinova5@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0478-5154, Semey, Kazakhstan;
Issabekova Zhanar Bakytzhanovna - Assistant of the Department of Infectious Diseases, Dermatovenerology and Immunology, NСJSC "Semey Medical University", phone: 8 775 176 08 09, e-mail: zhanara_ib87@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2744-0327, Semey, Kazakhstan;
Karimova Saya Sayankyzy- Assistant, department of infectious diseases, dermatovenerology and immunology, NCJSC «Semey Medical University», phone: 8 701 106 96 13, Kazakhstan. E-mail: saya.karimova.94@mail.ru, ORCID 0000-0002-1167-5375, Semey, Kazakhstan;
Kozubayeva Dinara Begimhanovna - Assistant, department of infectious diseases, dermatovenerology and immunology, NCJSC «Semey Medical University», phone: 8 775 342 16 44, Kazakhstan. E-mail: dinara_begimhanovna@mail.ru, ORCID 0000-0003-4937-708X, Semey, Kazakhstan.
Goremykina Maiya Valentinovna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Internal Medicine and Rheumatology, NCJSC «Semey Medical University», 103 Abay Street, Semey, 071400, Kazakhstan; Email: maya.goremykina@smu.edu.kz; phone number: +7 (777) 390 8234; https://orcid.org/0000-0002-5433-7771
Urazalina Nailya Muratkhanovna - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of physiological disciplines named after honored scientist of the republic of Kazakhstan, professor T.A. Nazarova, NJSC "Semey Medical University", Semey, Kazakhstan; phone: 8 777 907 55 89, е-mail: hakim_15@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0200-1763,
1. Антонова Е.Г., Жильцов И.В., Стахович И.И. Антибактериальная терапия госпитальных инфекций, вызванных карбапенемазопродуцирующими штаммами K. pneumoniae // Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2022. Т. 21. №. 3. С. 69-76.
2. Белобородов В.Б., Голощапов О.В., Гусаров В.Г., и др. Методические рекомендации Российской некоммерческой общественной организации" Ассоциация анестезиологов-реаниматологов", Межрегиональной общественной организации" Альянс клинических химиотерапевтов и микробиологов", Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ), общественной организации" Российский Сепсис Форум"" Диагностика и антимикробная терапия инфекций, вызванных полирезистентными штаммами микроорганизмов" (обновление 2022 г.). Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2022. Т.19. № 2. С. 84-114.
3. Белькова Н.Л., Клименко Е.С. и др. Биологические свойства и генетическая структура клинических изолятов комплекса видов Klebsiella pneumonia. Acta Biomedica Scientifica. 2024. Т.9. №1. С. 53-63.
4. Божкова С.А., Гордина Е.М., Шнейдер О.В. и др. Резистентность продуцирующих карбапенемазы штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных от пациентов с ортопедической инфекцией. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020. Т. 22. №1. С. 47-52.
5. Боронина Л.Г., Блинова С.М., Лавриненко Е.В., и др. Микобиота различных локусов у детей с онкогематологическими заболеваниями в стадии интенсивного лечения. Проблемы медицинской микологии. 2009. Т. 11. №.3. С. 10-15.
6. Гизатуллина Л.Г., Бакиров А.Б., Масягутова Л.М. и др. Чувствительность к антимикробным препаратам штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных у пациентов многопрофильного стационара. Гигиена и санитария. 2023. Т.102. №9. С. 909-913.
7. Гординская Н.А., Борискина Е.В., Кряжев Д.В. Фенотипические и молекулярно-генетические особенности антибиотикорезистентности клинических изолятов Klebsiella pneumoniae в стационарах Нижнего Новгорода. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2022. Т.24. №.3. С. 268-272.
8. Гординская Н.А., Бруснигина Н.Ф., Алексеева А.Е. и др. Молекулярная характеристика антибиотикорезистентных штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в травматологических стационарах. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017. Т.19. №.3. С. 243-246.
9. Зулькарнаев А.Б., Ватазин А.В., Русанова Е. В. и др. Пятилетний анализ микробного пейзажа центра трансплантологии и диализа (2011–2015). Урология. 2016. №.3. С. 14.
10. Ивушкина Л.В., Миронов А.Ю. Микробиологический мониторинг klebsiella pneumoniae и механизмы их резистентности к антимикробным препаратам у больных туберкулёзом г. Москвы. Клиническая лабораторная диагностика. 2024. Т. 69. №. 4. C.34-41
11. Катаева Л.В., Вакарина А.А., Степанова Т.Ф. и др. Микробиота нижних дыхательных путей при внебольничных пневмониях, в том числе ассоциированных c SARS-CoV-2. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021. №. 5. С. 528-537.
12. Козлова А.И., Тапальский Д.В. Чувствительность к антибиотикам и бактериофагам клинических изолятов klebsiella pneumoniae с классическим и гипермукоидным фенотипами. Военная медицина. 2019. №. 1. С. 44-48.
13. Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е., Баранцевич Е.П. Чувствительность к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в многопрофильном стационаре. Инфекция и иммунитет. 2018. Т 8. №1. С. 79-84.
14. Левченко К.В., Мицура В.М. Прогнозирование летального исхода у пациентов с пневмонией, вызванной карбапенемрезистентной Klebsiella pneumonia. Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2025. №.1. С. 89-94.
15. Мамчик Н.П., Батищева Г.А., Габбасова Н.В. и др. Микробный пейзаж и уровень антибиотикорезистентности раневого отделяемого пациентов городского скоропомощного стационара. Медицинский альманах. 2016. №. 3 (43). С. 11-14.
16. Миклис Н.И., Бурак И.И., и др. Здоровье и окружающая среда. Здоровье. №.31. С. 190-197.
17. Мухаметзянов А.М., Кайданек, Т.В., Латыпов А.А. и др. Микробный пейзаж респираторного тракта детей с муковисцидозом: результаты мониторинга. Медицина. 2024. Т. 12. №. 4. С. 43-59.
18. Тризна Н.М., Колядич Ж.В., Кузьмин Е.Н., и др. Эпидемиологическая характеристика и анализ чувствительности к антибиотикам ключевых возбудителей послеоперационных инфекционных осложнений у пациентов с опухолями полости рта и глотки. Современная стоматология. 2021. №.1(82). С. 63-67.
19. Чернуха М.Ю., Кондратьева Е.И., Домблидес Э.А. и др. Микробный пейзаж дыхательных путей у пациентов с первичной цилиарной дискинезией: пилотное исследование. Пульмонология. 2024. С. 1-8.
20. Яковлев С.В., Суворова М.П. Нозокомиальные инфекции мочевыводящих путей. Урология. 2016. Т.3. С. 45-64.
21. Ярец Ю.И., Шевченко Н.И., Еремин В.Ф. Методология микробиологического посева раневого отделяемого в рамках современных представлений о диагностике инфекционного процесса. Лабораторная служба. 2021. Т.10. №. 3. С. 33-42.
22. Ballén V., Gabasa Y., Ratia C., et al. Antibiotic resistance and virulence profiles of Klebsiella pneumoniae strains isolated from different clinical sources. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2021. Vol. 11. p. 738223.
23. Navon-Venezia S., Kondratyeva K., Carattoli A. Klebsiella pneumoniae: a major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS microbiology reviews. 2017. Vol. 41. №. 3. p. 252-275.
24. Nirwati H., Sinanjung K., Fahrunissa F. et al. Biofilm formation and antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae isolated from clinical samples in a tertiary care hospital, Klaten, Indonesia. BMC proceedings. BioMed Central, 2019. Vol. 13. p. 1-8.
Number of Views: 34
Category of articles:
Original article
Bibliography link
Mukasheva G.D., Maukayeva S.B., Kudaibergenova N.K., Shabdarbayeva D.M., Smailova Zh.K., Tokayeva A.Z., Smail Y.M., Nuralinova G.I., Issabekova Zh.B., Karimova S.S., Kozubayeva D.B., Goremykina M.V., Urazalina N.M. Analysis of antibiotic susceptibility and resistance of Klebsiella Pneumoniae in various biological materials // Nauka i Zdravookhranenie [Science & Healthcare]. 2025. Vol.27 (3), pp. 98-107. doi 10.34689/SH.2025.27.3.011Related publications:
EPIDEMIOLOGY, RESOURCE DISTRIBUTION, AND MANAGEMENT CHALLENGES OF CHRONIC HEART FAILURE IN KAZAKHSTAN: A NATIONAL RETROSPECTIVE ANALYSIS
PREVALENCE OF POLYMORPHISMS IN WARFARIN METABOLISM-RELATED GENES AMONG THE KAZAKH POPULATION
NEUROLOGICAL COMPLICATIONS IN EXTRACORPOREAL MEMBRANE OXYGENATION: RISK FACTORS FOR THE DEVELOPMENT OF ACUTE CEREBROVASCULAR EVENTS
THE EFFECT OF REPAGLINIDE AND METFORMIN ON EXTERNAL RESPIRATORY FUNCTION IN PATIENTS WITH DIABETES AND ISCHEMIC HEART DISEASE ASSOCIATED WITH OBESITY
RETROSPECTIVE ANALYSIS OF PATIENTS WITH OBLITERATING ATHEROSCLEROSIS OF THE LOWER EXTREMITY ARTERIES IN THE ABAI REGION OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN