Современные проблемы антибиотикорезистентности грамотрицательных возбудителей нозокомиальных инфекций в Ростовской области

Введение

На сегодняшний день гнойно-воспалительные осложнения, вызванные аэробными грамотрицательными возбудителями, являются серьёзной проблемой для российских стационаров, в частности для отделений реанимации гнойной хирургии. Осложнения, обусловленные грамотрицательными бак­териями, вызывают наибольшие сложности при выборе антибиотикотерапии. Это связано с особенностями ме­ханизмов устойчивости к антибиотическим препаратам, которые ведут к формированию полирезистентностных штаммов [1][2][3][4][5][6]. По данным литературы, у некоторых штаммов энтеробактерий зарегистрировано наличие одновременно нескольких β -лактамаз и дополнительных механизмов устойчивости, таких как снижение проница­емости наружной мембраны.

Эффективной антибиотикотерапии препятствует рост антибиотикорезистентности возбудителей инфек­ционных осложнений. Помочь в данной ситуации может знание основных механизмов резистентности возбудите­лей, микробиологический мониторинг и разработка про­токолов эмпирической антибактериальной терапии для каждого конкретного стационара.

Одной из актуальных проблем является устойчивость бактерий к β-лактамным антибиотикам, в частности к карбапенемам. Распространение среди энтеробактерий бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС) привело к резистентности к цефалоспоринам III—IV поколений. Сложившаяся ситуация способствовала активному ис­пользованию карбапенемных препаратов. Но врачи столкнулись с новой проблемой, связанной с резистент­ностью к карбапенемам. Значимый рост резистентности к карбапенемным препаратам, в том числе и за счет про­дукции ферментов металло-β-лактамаз (МБЛ), расще­пляющих все β-лактамные антибиотики, за исключением азтреонама, распространение БЛРС стали значимой про­блемой в клинической практике и химиотерапии инфек­ций. Ситуация усугубляется тем, что полирезистентные бактерии, продуцирующие БЛРС и карбапенемазы, рас­пространяются во внебольничную среду вызывая внебольничные инфекции, затрудняя проведение ранней адекватной антибактериальной терапии [7][8][9][10][11][12][13][14][15].

Цель исследования — провести анализ распростра­ненности штаммов грамотрицательных бактерий - возбу­дителей инфекционных осложнений, устойчивых к карбапенемам, в том числе за счет продукции карбапенемаз, выделенных из различного клинического биоматериала у госпитализированных пациентов стационаров Ростова- на-Дону и области.

Материалы и методы

В исследование включены 366 грамотрицательных бактериальных изолята, собранных в рамках обследова­ния пациентов (мужчин и женщин) в возрасте от 18 до 85 лет из 16 отделений 9 лечебно-профилактических ста­ционаров г. Ростова-на-Дону и области в период с марта 2018 г. по апрель 2019 г. Все включенные в исследование изоляты были расценены как нозокомиальные с учетом их вероятной этиологической значимости в развитии ин­фекционной патологии и соответствия критериям раз­вития нозокомиальной инфекции (развитие инфекции не менее чем через 48 часов после госпитализации, не находившейся в инкубационном периоде и не явившейся следствием предшествующей госпитализации). Исследо­ванные изоляты в соответствии с источниками их выде­ления и локализацией инфекций распределились следу­ющим образом: кожа и мягкие ткани — 32 %, брюшная полость — 11 %, дыхательная система — 42 %, инфекции крови — 7 %, прочие — 6 %.

Изоляты выделяли классическими бактериологиче­скими методами с использованием стандартных селек­тивных и дифференциально-диагностических сред для энтеробактерий. Видовую идентификацию штаммов и чувствительность к антибиотикам проводили на автома­тическом анализаторе Vitek 2 (BioMerieux, Франция).

Чувствительность изолятов интерпретировали в со­ответствии с Российскими клиническими рекомендаци­ями «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» Версия 2018-03 [16]. Для контроля качества определения чувствительности ис­пользовали штамм: E. coli ATCC 25922, E. coli ATCC 35218 и P aeruginosa АТСС 27853, K. pneumoniae ATCC®700603.

Критерием включения изолятов в исследование гене­тических детерминант резистентности было снижение чувствительности хотя бы к одному из карбапенемов (имипенему, эртапенему, меропенему) и результаты те­стирования на наличие продукции карбапенемаз с по­мощью CIM-теста (carbapenemin ictivation method) [17].

Выявление продукции металло- β-лактамаз осущест­вляли фенотипическим методом, основанном на эффек­те подавления активности МБЛ в присутствии ЭДТА. Штаммы, резистентные к карбапенемам, тестировали на наличие генов, кодирующих продукцию металло-беталактамаз, методом ПЦР-РВ тест-наборами «АмплиСенс MDR MBL-FL» (IMP, NDM, VIM) и «АмплиСенс MDR KPC/OXA-48-FL» (разработанных ФБУН Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Россия). В каче­стве положительных контролей использовали штаммы E. coli, K. pneumoniae и P. aeruginosa с заведомо установлен­ной продукцией карбапенемаз.

Вывод о продукции БЛРС делали по наличию синер­гизма цефалоспоринов III-IV поколения (цефепима и цефтазидима) с клавулановой кислотой с помощью мето­да двойных дисков.

В ходе исследования чувствительности выделенных изолятов к β-лактамным антибиотикам, установлено, что наибольший уровень резистентности к карбапенемам (имипенему и меропенему) обнаружен у штаммов A.baumannii, который составил 90,9 % к обоим препара­там. Исследование с помощью ПЦР метода этих изолятов A. baumannii позволило обнаружить гены приобретен­ных карбапенемаз относящихся к группам OXA-40. У од­ного штамма было зарегистрировано наличие гена МБЛ группы NDM.

Доля нечувствительных штаммов синегнойных па­лочек в нашем исследовании составила 58,2 % и 54,5 % к имипенему и меропенему соответственно. Среди штам­мов P.aeruginosa с возможной продукцией карбапенемаз по результатам CIM-теста и фенотипического теста с ЭДТА, с помощью ПЦР-метода было обнаружено на­личие генетических детерминант, относящихся к VIM- группе, кодирующих металло-β-лактамазы.

Для энтеробактерий, наиболее высокие показате­ли нечувствительности к карбапенемам (эртапенему, имипенему и меропенему) наблюдались среди изолятов K.pneumoniae — 58,3 %, 53,3 % и 55,8 % соответствен­но. Продукция карбапенемаз фенотипическим методом была установлена у 16,8 % изолятов K.pneumoniae и 1,4 % — E. coli. Основным типом карбапенемаз среди этих штаммов были ферменты группы OXA-48, относя­щиеся к сериновым карбапенемазам класса D. В единич­ных случаях среди изолятов K.pneumoniae встречались штаммы, продуцирующие металло-бета-лактамазы группы NDM.

Следует отметить, что у подавляющего большинства исследованных изолятов K.pneumoniae так же наблюдал­ся высокий уровень резистентности к цефалоспоринам. В частности к цефепиму — 95,0 %, цефотаксиму — 96,7 %, при этом продукция БЛРС методом двойных дисков была выявлена у 93,3 %. Среди изолятов E. coli, уровень резистентности к цефепиму составил 79,7 %; к цефотаксиму — 84,1 %; за счет продукции БЛРС устойчивость реализуется у 76,8 %. Бактерии, продуцирующие БЛРС рассматривались как резистентные ко всем пенициллинам, цефалоспоринам. Нередко регистрировалась рези­стентность к аминогликозидам и фторхинолонам за счет ассоциированной полирезистентности.

Обсуждение

В сложившейся ситуации с множественной лекар­ственной устойчивостью возбудителей, в том числе к цефалоспоринам, карбапенемы долгое время оставались препаратами выбора для лечения тяжелых инфекций. Полученные данные свидетельствуют о том, что про­блема циркуляции штаммов K.pneumoniae, A.baumannii, P.aeruginosa, обладающих множественной устойчиво­стью к антимикробным препаратам, в том числе к карбапенемам и цефалоспоринам, становится актуальной и для нашего региона.

Данное исследование позволило установить, что устойчивость к карбапенемам у исследованных возбуди­телей реализуется с помощью различных механизмов, в том числе за счет наиболее важного из них — действия карбапенемаз и оксациллиназ, в частности ферментов группы OXA и NDM. Генетические детерминанты этих ферментов были детектированы у K. pneumoniae (OXA- 48 и NDM) и Acinetobacter spp (OXA-40 и NDM). Осо­бую опасность представляют штаммы, продуцирующие металло-β-лактамазы группы NDM, которые являются наиболее распространенным типом металло-β-лактамаз и гидролизуют почти все клинически используемые β-лактамные антибиотики [18].

Также показана широкая распространенность в ста­ционарах г. Ростова-на-Дону штаммов-продуцентов БЛРС: у K.pneumoniae они были детектированы в 93,3 % случаев, у E. coli в — 76,8 %.

Сложившаяся ситуация требует современных мето­дов микробиологической диагностики: использование современных критериев определения чувствительно­сти к антимикробным препаратам, внедрение феноти­пических методов исследования чувствительности. С помощью фенотипических тестов можно получить до­стоверную информацию еще до проведения молекуляр­но-генетических методов.

Перспективы разработки новых антибиотиков для ле­чения нозокомиальных инфекций выглядят удручающе. В феврале 2017 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) впервые представила перечень резистентных ми­кроорганизмов, представляющих наибольшую опасность и требующих внедрения новых активных антимикробных препаратов (АМП). Первоочередными в данном перечне являются карбапенеморезистентные штаммы грамотри- цательные бактерии (A.baumannii, P.aeruginosa и энтеро­бактерии с продукцией БЛРС и карбапенемаз [19][20].

В рамках эпидемиологического исследования «Оценка чувствительности клинических изолятов Enterobacterales и Pseudomonas aeruginosa к цефтазидиму/авибактаму в России с помощью диско-диффузионного метода» про­тестированы 109 штаммов, полученных из стационаров г. Ростова-на-Дону и области. Результаты показали, вы­сокий уровень активности in vitro (93,6 %) в отношении изолятов Enterobacterales и Pseudomonas aeruginosa. Ис­ключение составили 6,4 % штаммов с вероятной продук­цией МБЛ. Данное эпидемиологическое исследование продолжается.

Заключение

На основании проведенного исследования можно сделать вывод о высоком уровне резистентности к цефалоспоринам и карбопенемам среди госпитальных штаммов грамотрицательных бактерий и, что особен­но настораживает, о распространенности штаммов, продуцирующих карбапенемазы среди представителей Enterobacterales в стационарах Ростова-на-Дону и об­ласти. Такая ситуация ведет к неизбежному росту чис­ла случаев неэффективной терапии, росту антибиотикорезистентности и необходимости использования новых антибактериальных препаратов.

Энтеробактерии являются одними из ведущих воз­будителей инфекционных осложнений в стационарах Ростова-на-Дону, практически не уступая по частоте встречаемости бактериям A.baumannii и P. aeruginosa. Система микробиологического мониторинга к кар- бапенемам и другим антибактериальным препаратам и их рациональное применение остается актуальной, поскольку являются важными факторами, способству­ющими сдерживанию роста распространенности карбапенемаз и сохранению активности антибиотиков. Учитывая быстрое распространение карбапенемазопродуцирующих штаммов и разнообразие карбапе- немаз, на сегодняшний день микробиологическая лаборатория приобретает особое значение. Назначения антибактериальных препаратов должны основывать­ся на результатах микробиологической диагностики. Наличие в клинических микробиологических лабо­раториях методов выявления продукции БЛРС и карбапенемаз необходимо для эффективного инфекци­онного контроля. Микробиологический мониторинг формирования антибиотикорезистентности является важным методом оценки эффективности антибиотикотерапии и возможности эмпирического назначения антибактериальных химиопрепаратов. Детекция меха­низма резистентности бактерий к карбапенемам важна и способствует как в назначении оптимальной этиотропной терапии пациенту, так и для эпидемиологи­ческого мониторинга распространения резистентных штаммов, мероприятий инфекционного контроля.