CC BY
23
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
АКТИВНОСТЬ ЦЕФТАЗИДИМ-АВИБАКТАМА В ОТНОШЕНИИ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ - ВОЗБУДИТЕЛЕЙ РАНЕВОЙ ОЖОГОВОЙ ИНФЕКЦИИ
Дата поступления 10.12.2019
Н. А. Гординская, Е. В. Сабирова, Н. В. Абрамова,
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет», г. Н. Новгород
Гординская Наталья Александровна - e-mail: [email protected]
Введение. Одним из способов преодоления резистентности грамотрииательных бактерий, обусловленной продукцией бета-лактамаз, является использование комбинированных препаратов, содержащих бета-лактамный антибиотик и ингибитор бета-лактамаз. Цель исследования. Оценить активность цефтазидим/авибактама в отношении псевдомонад и клебсиелл, выделенных у пациентов с тяжелой термической травмой. Материалы и методы. Проведена оценка чувствительности к цефтазидиму/авибактаму у 2553 изолятов - возбудителей раневой ожоговой инфекции у пациентов с термической травмой, лечившихся в 2018-2019 гг. Результаты и обсуждение. Фенотипически 72,8% изученных штаммов P. aeruginosa были устойчивы к карбапенемам, при этом 56,3% штаммов продуцировали металло-бета-лактамазы Vim группы. Оценка активности цефтазидим/ авибактама в отношении данных штаммов P. aeruginosa показал, что более половины штаммов (55,3%) были чувствительны к препарату. Изученные K. pneumoniae фенотипически в 63,1% были карбапенемрезистентными. Цефтазидим/авибактам in vitro был активным в отношении двух третей (72,7%) штаммов K. pneumoniae. Выводы: 1. Грамотрицательные микроорганизмы занимают 30,2% в этиологической структуре раневой ожоговой инфекции. 2. Фенотипически 72,8% штаммов Pseudomonas aeruginosa устойчивы к карбапенемам, 56,3% среди них продуцируют металло-бета-лактамазы. 3. 63,1% штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных у пациентов с термической травмой, резистентны к карбапенемам, 89,3% среди них несут гены КРС или ОХА-48 подобных карбапенемаз. 4. Цефтазидим/авибактам in vitro показал активность в отношении P. аeruginosa и K. рneumonia: были чувствительны 55,3% и 72,7% штаммов соответственно.
Ключевые слова: грамотрицательные микроорганизмы, раневая ожоговая инфекция,
антибиотикорезистентность, бета-лактамазы, карбапенемазы, цефтазидим-авибактам.
THE ACTIVITY OF CEFTAZIDIME-AVIBACTAM AGAINST GRAM-NEGATIVE BACTERIA - PATHOGENS OF WOUND BURN INFECTION
Introduction. The most common mechanism for the resistance of gram-negative bacteria to various classes of antimicrobial agents, including carbapenems, is the production of beta-lacta-mases, enzymes that destroy the beta-lactam ring. Purpose of the study. To analyze the activity of ceftazidime/avibactam against pseudomonads and Klebsiella isolated in patients with severe thermal injury. Materials and methods. We analyzed 2553 isolates - pathogens of wound burn infection in patients with thermal injury treated in 2018-2019. Results and discussion. Phenotypically, 72,8% of the analyzed P. aeruginosa were resistant to carbapenems, while 56,3% of carbapenem-resistant strains produce group Vim metal-beta-lactamases. Analysis of the effectiveness of ceftazidime/avibactam against P. aeruginosa showed its high efficiency, more than half of the strains (55,3%) were sensitive to the drug. The studied K. pneumoniae phenotypically in 63,1% were carbapenem-resistant. Among K. pneumoniae resistant to carbapenems, 89,3% of the strains revealed genes of serine KPC or OXA-48 like carbapenemases. In vitro ceftazidime/avibactam was active against two-thirds (72,7%) of K. pneumoniae strains. Conclusions. 1. Gram-negative microorganisms occupy 30,2% of the etiological structure of a wound burn infection. 2. Phenotypically 72,8% of Pseudomonas aeruginosa are resistant to carbapenems, 56,3% of them produce metal beta-lactamases. 3. 63,1% of Klebsiella pneumoniae isolated in patients with thermal injury are resistant to carbapenems, 89,3% of them carry cattle or OXA-48 genes like carbapenemases. 4. Ceftazidime / avibactam in vitro showed activity against P. aeruginosa and K. pneumoniae, with 55,3% and 72,7% of the strains, respectively, being sensitive.
Key words: gram-negative microorganisms, wound infection of patient with thermal injury, antibiotic resistance, beta-lactamases, carbapenemases,
ceftazidime-avibactam.
N. A. Gordinskaya, E. V. Sabirova, N. V. Abramova,
FSBEI HE «Privolzhsky Research Medical University», Nizhny Novgorod, Russian Federation
Gordinskaya Natalia Aleksandrovna - e-mail: [email protected]
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Повреждение кожи при обширных термических ожогах приводит к развитию многочисленных нарушений в организме пострадавших, в том числе и в иммунной системе. На фоне иммунологических изменений раневая инфекция у обожженных становится неотъемлемой частью общего патологического процесса - ожоговой болезни, и в значительной степени определяет ее течение. Ожоговая инфекция до настоящего времени является одной из основных причин летальности пациентов с тяжелой термической травмой [1]. Лечение ожоговой инфекции представляет серьезную проблему еще и в силу того, что этиологическим фактором инфекционного процесса нередко являются госпитальные штаммы микроорганизмов, полирезистентных к антибактериальным препаратам. В настоящее время серьезной проблемой в этиологии раневой ожоговой инфекции стали грамотрицательные бактерии, включая как неферментирующие, так и ферментирующие глюкозу микроорганизмы. «Проблемность» внутриболь-ничных штаммов обусловлена высоким уровнем приобретенной антибиотикорезистентности [2]. Наиболее распространенным механизмом устойчивости грамотрица-тельных бактерий к различным классам антимикробных препаратов, включая карбапенемы, является продукция ß-лактамаз - ферментов, разрушающих ß-лактамное кольцо. Известно большое количество различных ß-лактамаз, одни из которых чаще встречаются у энтеро-бактерий, другие характеризуют неферментирующие микроорганизмы. Так, у Acinetobacter baumann, выделяемых у пациентов с термической травмой, наиболее часто встречаются сериновые ОХА ß-лактамазы, у Pseudomonas aeruginosa - металло^-лактамазы VIM, IMP, NDM, у Klebsiella pneumoniae - как узкоспецифичные КРС, TEM, SHV ß-лактамазы, так и СТХ-М ß-лактамазы расширенного спектра действия, а также металло^-лактамазы [3, 4].
Продукция микроорганизмами большого количества ферментов, препятствующих действию антимикробных препаратов, создает серьезную проблему в борьбе с раневой ожоговой инфекцией. Одним из способов преодоления резистентности грамотрицательных бактерий, обусловленной наличием ß-лактамаз, является использование комбинированных препаратов, содержащих ß-лактамный антибиотик и ингибитор ß-лактамаз - клаву-лановую кислоту, сульбактам, тазобактам. Ингибиторы практически не имеют самостоятельного значения как антимикробные вещества, однако они инактивируют ß-лактамазы, а антибиотик при этом достигает микробной клетки, разрушая ее. Клавулановая кислота, тазобактам и сульбактам необратимо связываются с соответствующим ферментом, а затем гидролизуются в неактивную форму, кроме того, появились варианты ß-лактамаз, способные разрушать молекулы ингибиторов [5].
В перечне ингибиторов, используемых для создания антимикробных препаратов, появился новый не Р-лактамный ингибитор - авибактам, с уникальным механизмом действия [6, 7]. Авибактам отличается высокой связывающей активностью в отношении р-лактамаз классов А, С и ряда р-лактамаз класса D (БЛРС, КРС и AmpC), на часть из которых не влияют другие препараты. Авибактам предотвращает гидролиз цефтазидима, в комбинации с которым создан перпарат, за счет ковалентного и медленно обратимого связывания и инактивирования Р-лактамаз [8, 9, 10].
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Оценить активность цефтази-дима/авибактама в отношении псевдомонад и клебси-елл, выделенных у пациентов с тяжелой термической травмой.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Проведена оценка чувствительности к цефтазидиму/ авибактаму возбудителей раневой ожоговой инфекции у пациентов с термической травмой, лечившихся в Университетской клинике ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России в 2018-2019 гг. Всего изучено 2553 микроорганизма. Для выделения микрофлоры использовали коммерческий 5%-й кровяной агар (Средофф, СПБ), видовая идентификация бактерий проводилась методом времяпролетной масс-спектрометрии на масс-спектрометре Autoflex (Bruker Daltonics). Чувствительность изолятов к антимикробным препаратам определялась на анализаторе VITEC 2 с помощью AST-карт (bioMereux, Франция), активность цефтазидима/авибактама (GlaxoSmith Kline, Италия) определяли диско-диффузионным методом на агаре Мюллер-Хинтон (Oxoid, Великобритания). Анализ видового состава микрофлоры и устойчивости к антибактериальным препаратам осуществляли с помощью компъю-терной программы «Микроб-автомат». Результаты анти-биотикорезистентности интерпретировали в соответствии с критериями EUCAST v.6,0, 2016. Детекцию генов металло-Р-лактамаз групп Vim, Imp, NDM и КРС- и ОХА-48 подобных карбапенемаз осуществляли методом ПЦР с гибриди-зационно-флюоресцентной детекцией продуктов ампли-
7.4
□ Staphylococcus spp. □Ejiterococcus spp ■ С oiyo eb а с teiiiim spp. □A.bauiiianii к P. aeruginosa eK. .pneumoniae -Прочие
РИС.
Этиологическая структура раневой ожоговой инфекции.
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
фикации в режиме реального времени (ПЦР-РВ) c помощью коммерческих наборов реагентов «АмплиСенс MDR-MBL-FL», «АмплиСенс MDR-KPC/OXA-48-FL» на приборе «Rotor Gene» (Corbett Research, Австралия). Выделение ДНК полирезистентных штаммов проводили согласно инструкции набора «ДНК-Сорб-АМ» (ФБУН ЦНИИЭ, Россия).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты изучения раневой микрофлоры за анализируемый период показали, что в этиологической структуре раневой ожоговой инфекции наблюдается значительное разнообразие возбудителей и количественное преобладание стафилококков (рис.).
Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter baumanii в сумме составили 30,2%, то есть третью часть всех изолятов. Отличительной особенностью грамотрицательных микроорганизмов в ожоговых стационарах является их устойчивость к антимикробным препаратам. Для оценки активности цефтазидима/авибакта-ма в отношении псевдомонад и клебсиелл, выделенных у пациентов с тяжелой термической травмой, провели определение фенотипа антибиотикорезистентности выделенных штаммов, а также молекулярно-генетические исследования по детекции ряда ß-лактамаз у полирезистентных изолятов. Спектр антибиотикорезистетности штаммов P. aeruginosa и K. pneumoniae представлены в таблицах 1 и 2.
Как показывают антибиотикограммы, 2/3 раневых штаммов Pseudomonas aeruginosa были устойчивы к нескольким классам антимикробных препаратов (таблица 1). Ингибиторзащищенные препараты не были активнее других антибиотиков, а в отношении тикарциллин/ клавукланата и цефоперазон/сульбактама выявлена максимальная устойчивость псевдомонад. Фенотипически 72,8% анализируемых P. aeruginosa были устойчивы к карбапенемам, при этом молекулярно-генетический ана-
лиз показал, что среди карбапенемрезистентных штаммов 56,3% являются продуцентами металло^-лактамаз Vim группы. Наименьшая устойчивость штаммов P. aeruginosa выявлена в отношении колистина, однако следует подчеркнуть, что препарат крайне редко используется в клинике термической травмы у тяжелых пациентов в силу отсутствия парентеральной формы. Анализ активности цефтазидима/авибактама в отношении P. aeruginosa показал, что более половины штаммов были чувствительны к препарату. Несмотря на то, что авибактам не действует на металло^-лактамазы, его активность в отношении сериновых карбапенемаз позволила в 55,3% случаев in vitro привести к гибели P. аeruginosa.
Фенотип антибиотикорезистентности Klebsiella pneumoniae, выделенных из раневого отделяемого пациентов с тяжелой термической травмой, свидетельствует о том, что все штаммы можно отнести к полирезистентным в отношении антибактериальных препаратов (таблица 2).
Более половины (63,1%) изученных K. pneumoniae фенотипически были карбапенемрезистентными. Среди устойчивых к карбапенемам K. pneumoniae у большинства штаммов (89,3%) выявлены гены КРС или ОХА-48 подобных карбапенемаз, продуцентов металло-ß-лактамаз не обнаружено. Чувствительность к тазобакта-му, клавуланату и сульбактаму была низкая, на этом фоне цефтазидим/авибактам in vitro был активным в отношении двух третей (72,7%) анализируемых штаммов K. pneumoniae. Таким образом, проведение рациональной антибактериальной терапии у пациентов с ожоговой болезнью возможно только при тщательном анализе этиологии и антибиотикорезистентности возбудителей инфекции.
ВЫВОДЫ
1. В этиологической структуре раневой ожоговой инфекции грамотрицательные микроорганизмы в целом занимают
ТАБЛИЦА 1.
Спектр антибиотикорезистентности штаммов Pseudomonas aeruginosa
Препарат Доля устойчивых штаммов (%)
Амикацин 64,1
Цефтазидим 60,6
Цефепим 67,6
Имипенем 74,2
Меропенем 78,4
Дорипенем 74,6
Пиперациллин/тазобактам 63,0
Тикарциллин/клавукланат 80,0
Цефоперазон/сульбактам 75,4
Цефтазидим/авибактам 44,7
Полиииксин Е (колистин) 10,8
ТАБЛИЦА 2.
Спектр антибиотикорезистентности штаммов Klebsiella pneumoniae
Препарат Доля устойчивых штаммов (%)
Амикацин 67,6
Цефтазидим 95,3
Цефепим 96,3
Имипенем 54,7
Меропенем 70,9
Эртапенем 63,7
Пиперациллин/тазобактам 90,6
Тикарциллин/клавуланат 100,0
Цефоперазон/сульбактам 81,5
Цефтазидим/авибактам 27,3
Полимиксин Е (колистин) 9,2
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
30,2%, из них Pseudomonas aeruginosa составляет 8,5%, Klebsiella pneumoniae - 6,9%.
2. Фенотипически 72,8% раневых Pseudomonas aeruginosa устойчивы к карбапенемам, 56,3% среди них продуцируют металло^-лактамазы.
3. 63,1% раневых Klebsiella pneumoniae, выделенных у пациентов с термической травмой, резистентны к карба-пенемам, 89,3% из них имеют гены КРС или ОХА-48 подобных карбапенемаз.
4. Цефтазидим/авибактам in vitro показал активность в отношении P. аeruginosa и K. рneumoniae: к нему были чувствительны 55,3% и 72,7% штаммов соответственно.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии явного или потенциального конфликта интересов, связанного с публикацией статьи.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Самарцев В.А., Еньчина Ю.А., Кузнецова М.В., Карпунина Т.И. Особенности инфицирования ожоговых ран. Новости хирургии. 2014. Т. 22. № 2. C. 199-205.
Samarcev V.A., En'china Yu.A., Kuznecova M.V., Karpunina T.I. Osobennosti inficirovaniya ozhogovyh ran. Novosti hirurgii. 2014. T. 22. № 2. S. 199-205.
2. Алексеева А.Е., Бруснигина Н.Ф., Солнцев Л.А. и др. Молекулярное типи-рование клинических изолятов Klebsiella pneumoniae, продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра действия. Клин. лаб. диагн. 2017. Т. 62. № 11. С. 699-704.
Аlekseeva А.Б., Brusnigina N.F., Solntsev ЬА. i dr. Molekulyarnoe tipirovanie klinicheskikh izolyatov Klebsiella pneumoniae, produtsiruyushhikh beta-laktamazy rasshirennogo spektra dejstviya. Klin. lab. diagn. 2017. T. 62. № 11. S. 699-704.
3. Yandlodo I., Capelastegul A., Qulntana J., Dlez R., Gorondo I., Bilbao A., Zalacaln R., Menendez R., Torres A. Prospective comparison of severity scores for predicting clinically relevant outcomes for patients hospitalized with community-acquired pneumonia. Chest. 2009. Vol. 135. № 6. P. 1572-1579.
4. Kaushik M., Kumar S., Kapoor R.K. et al. Integrons in Enterobacteriaceae: diversity, distribution and epidemiology. Int. J. Antimicrob. Agents. 2018. Vol. 51. № 2. P. 167-176.
5. Papp-Wallace K.M., Bethel C.R., Distler A.M., Kasuboski C., Taracila M., Bonomo R. Inhibitor resistance in the KPC-2 p-lactamase, a preeminent property of this class A-lactamase. Antimicrob Agents Chemother. 2010. Vol. 54. P. 890-897.
6. Козлов Р.С., Стецюк О.У., Андреева И.В. Цефтазидим-авибактам: новые «правила игры» против полирезистентных грамотрицательных батерий. Клин микробиол и антимикроб химиотерапия. 2018. Т. 20. № 1. С. 24-34.
Kozlov R.S., Stetsyuk O.U., Аndreeva I.V. TSeftazidim-avibaktam: novye «pravila igry» protiv polirezistentnykh gramotritsatel'nykh baterij. Klin mikrobiol i antimikrob khimioterapiya. 2018. T. 20. № 1. S. 24-34.
7. Zasowski T.J., Rybak M.J. The p-lactams strike back: ceftazidime-avibactam. Pharmacotherapy. 2015. Vol. 35. № 8. P. 755-770.
8. Choi H., Paton R.S., Park H., Schofield C.J. Investigations on recyclisation and hydrolysis in avibactam mediated serine p-lactamase inhibition. Org.Biomol.Chem. 2016. Vol. 14. № 17. P. 4116-4128.
9. Shields R.K., Potoski B.A., Haidar G. et.al. Clinical outcomes, drug toxicity and emergence of ceftazidime-avibactam resistance among patients treated for carbapenem-resistant Enterobacteriaceae infections. Clin. Infect. Dis. 2016. Vol. 63. № 12. P.1615-1618.
10. Temkin E., Torre-Cisneros J., Beovis B., et.al. Ceftazidime-avibactam as salvage therapy for infections caused by carbapenem-resistant organisms. Antimicrob. Agents Chemother. 2017. Vol. 61. № 2. P. 1964-16.
