CC BY
6УДК 616.61
АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ШТАММОВ ESKAPE И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ
УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБИОТИКАМ
И.А. Гинзгеймер, Е.В. Зайцева
ФГБОУ ВО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»
В статье представлены результаты исследования распространенности штаммов ESKAPE в Калужской областной клинической больнице, установлена частота каждой группы. Проведен анализ выделенных микроорганизмов на устойчивость к основным антибиотикам. По результатам проведенного исследования определена значимость изучения антибиотикорезистентности.
Ключевые слова: микроорганизмы, штаммы ESKAPE, распространенность, антибиотико-резистентность, микробиологические исследования, Калуга.
Устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам признана в настоящий момент одной из самых важных и глобальных проблем человечества в области здравоохранения. Увеличение научных исследований и публикаций по данной проблеме свидетельствует об актуальности и необходимости в скорейшем ее решении. Всемирная организация здравоохранения назвала антибиотикорезистентность - одной из самых серьезных современных угроз для здоровья человека и животных. На сегодняшний день во всем мире каждый год от инфекций, неподдающихся антибактериальной терапии умирает около 700000 человек. Другая составляющая данной проблемы - это огромная экономическая нагрузка на учреждения здравоохранения в связи с удлиннением времени госпитализации и затратой дополнительных денежных средств и расходных материалов [2,3].
Цель исследования - изучить морфофункциональные особенности наиболее приоритетных антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов группы ESKAPE в ГБУЗ КО «Калужская областная клиническая больница».
Материалы и методы. Исследование проводилось с января 2023 по ноябрь 2023 года в ГБУЗ КО «Калужская областная клиническая больница». По изучению динамики распространенности антибиотикорезистентных штаммов в отделениях больницы было исследовано 5844 чистые культуры бактерий группы ESKAPE - Enterococcus spp., Staphylococcus spp., Klebsiella spp., Acinetobacter spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteriaceae, полученных из различных клинических биоматериалов. Штаммы выделены преимущественно из следующих биопроб: кровь, моча, мокрота, раневое отделяемое, гнойное отделяемое, мазки со слизистых зева и носа, отделяемое цервикального канала. Для исследования использовали клинически значимые образцы биоматериалов из отделений стационара: АРО, ОРИТ, хирургического профиля, нефрологии, проктологии и т.д.
Для культивирования микроорганизмов использовали накопительные, селективные и хромогенные дифференциально-диагностические стандартизированные питательные среды заводского отечественного и зарубежного производства. Для идентификации использовали автоматический бактериологический анализатор (масс-спектрометр) «Vitek MS» версия 3.1, (BioMerieux, Франция), а также стандартизированные биохимические тесты для определения родовой и видовой идентификации энтерококков (EN-COCCUStest), стафилококков (STAPHYtest 16), НГОБ (NEFERMtest 24) и энтеробактерий (ENTEROtest 16) наборами МикроЛаТест фирмы Lachema.
При тестировании штаммов на чувствительность к антибиотикам использовали диско-диффузионный метод по стандартной методике в соответствии с МУК 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» [1]. Для исследования использовали бумажные диски фирмы «Bio-Rad» (США), содержащие определенные дозы антибиотика.
Результаты исследования. Из обследованных проб диагностически значимых материалов, используя традиционные микробиологические методы (табл. 1), выделено 1169 штаммов рода Enterococcus, 1823 штамма рода Staphylococcus, 766 штаммов Klebsiella spp., 400 штаммов Acinetobacter spp., 165 штаммов Pseudomonas aeruginosa, 1292 штамма Escherichia coli и 229 штаммов Enterobacter spp.
Таблица 1
Количественное соотношение выделенных штаммов при микробиологическом исследовании
Микроорганизм Кол-во %
Acinetobacter baumannii 351 6,0
Acinetobacter calcoaceticus 1 0,0
Acinetobacter johnsonii 3 0,1
Acinetobacter junii 8 0,1
Acinetobacter lwoffii 19 0,3
Acinetobacter pittii 9 0,2
Acinetobacter radioresistens 4 0,1
Acinetobacter sp. 5 0,1
Enterobacter aerogenes 33 0,6
Enterobacter asburiae 64 1,1
Enterobacter cloacae ssp. cloacae 79 1,4
Enterobacter gergoviae 1 0,0
Enterobacter hormaechei 51 0,9
Enterobacter kobei 1 0,0
Enterococcus avium 1 0,0
Enterococcus casseliflavus 2 0,0
Enterococcus durans 4 0,1
Enterococcus faecalis 1028 17,6
Enterococcus faecium 126 2,2
Enterococcus gallinarum 5 0,1
Enterococcus raffnosus 2 0,0
Enterococcus sp. 1 0,0
Escherichia coli 1292 22,1
Klebsiella oxytoca 39 0,7
Klebsiella pneumoniae 725 12,4
Klebsiella pneumoniae ssp.
pneumoniae 2 0,0
Pseudomonas aeruginosa 165 2,8
Staphylococcus aureus 469 8,0
Staphylococcus epidermidis 1354 23,2
Итого: 5844
Частота встречаемости штаммов ESKAPE в многопрофильных отделениях больницы различна. Acinetobacter spp. в основном представлен видами Acinetobacter baumannii и Acinetobacter lwoffii, которые преобладают в отделениях реанимации и интенсивной терапии; род Enterobacter spp. в ОПННД (отделение патологии и неонатологии недоношенных детей); Escherichia coli в КДО ПЦ (клинико-диагностическое отделение перенатального центра) и урологии; род Enterococcus наиболее представлен видами Enterococcus faecalis и Enterococcus faecium и чаще встречается в отделении реанимации и КДО ПЦ; Klebsiella
pneumoniae занимает 4 место по частоте встречаемости (12,4%) и является самой распространенной культурой в отделении реанимации; Staphylococcus epidermidis является ведущей флорой в учреждении (23,2%) и наиболее распространен в ОРИТН (отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных), ОПННД и АОПБ(акушерское отделение патологии беременных); Staphylococcus aureus чаще высевается у пациентов АРО.
Анализ MRSA/MRSE, VRSA/VRSE. Стафилококки являются ведущей флорой в данной больнице и представлены в основном двумя видами: Staphylococcus epidermidis (1354 - 23,2%) и Staphylococcus aureus (469 - 8,0%). Наиболее распространены в отделениях: ОРИТН - 330 штаммов (297 и 33 соответственно); АРО - 281(159 и 122); ОПННД - 200 штаммов (181и 19); АОПБ - 180 штаммов (166 и 14); КДО ПЦ - 150 штаммов (134 и 16). St. epidermidis наиболее часто высевается из следующих локусов: носоглотка (357 культур); отделяемое цервикального канала (330); анус (111); раневое отделяемое (80). St. aureus наиболее часто выделяется из гнойного отделяемого (93 культуры); мокроты (88); раневого отделяемого (49). (см. Приложение)
Резистентность St. epidermidis по результатам цефокситин-скрининга к бета-лактамным антибиотикам достигла 61,7%, к фторхинолонам (ципрофлоксацин, моксифлоксацин, левофлоксацин, норфлоксацин) средняя 37,65%, тетрациклинам тетрациклин, доксициклин) 33,55%, макролидам (эритромицин) 66,5%, пенициллинам 100%, к ванкомицину 0,3%. Устойчивость St. aureus к цефокситину составила 16,1%, макролидам 27,5%, фторхинолонам средняя 15%, линкозамиды (клиндамицин) 22,4%, ванкомицину 0,6%.
Анализ Enterococcus spp (VRE). Энтерококки в совокупности занимают третье место среди ведущей флоры и представлены в большинстве двумя видами: Enterococcus faecalis (1028 - 17,6%) и Enterococcus faecium (126 - 2,2%). Ent. faecalis наиболее распространен в отделениях: КДО ПЦ (144); АОПБ (133); урология (121); ОРИТН (101). Ent. faecium -ОПННД (55); АРО (34). Ent. faecalis наиболее часто высевается из следующих локусов: отделяемое цервикального канала (292 штамма), моча (264), анус (101) и мокрота (97). Ent. faecium наиболее часто выделяется из ануса (49штаммов) и мочи (33). Резистентность Ent. Faecalis и Ent. faecium к ванкомицину 1,5% и 25,6% соответственно; к фторхинолонам средняя 41,1% и 91,7%; нитрофурантоину 6,7% и фосфомицину (1,1%) - показатели низкого уровня резистентности, что является хорошим показателем чувствительности при лечении уропатогеннов.
Анализ распространенности и резистентности Pseudomonas aeruginosa.
Синегнойная палочка входит в тройку микроорганизмов, обладающих критическим уровнем устойчивости к антибиотикам и дезинфицирующими средствами. В данном лечебном учреждении за период исследования было выделено 165 культур (2,8%) приемущественно в отделениях реанимации, урологии, пульманологии и хирургии. Большинство штаммов Ps. aeruginosa выявлено в моче (42), мокроте (30), из трахеостомы (25) и носоглотки (20). Резистентность синегнойной палочки в стационаре к цефалоспоринам 3 поколения составляет 75% (к цефотаксиму 100%, к цефтазидиму 50%), к цефепиму 46,3% (4 поколение). К ингибиторозащищенным бета-лактамам резистентность составляет около 70% (пиперациллин-тазобактам - 40,9%, ампициллин-сульбактам - 100%). Устойчивость к аминогликозидам высокая: к гентамицину составляет 57,8%, к амикацину 34%. К ципрофлоксацину устойчиво уже 49,3% из исследованых культур, а устойчивость к тигециклину, одного из антибиотиков последнего резерва, составила 100%. Карбапенемазопродуцирующих штаммов Ps. Aeruginosa выявлено около 60, что составляет уже 36,4% от общего числа культур. К имепенему устойчиво 38,6%, к меропенему 44,8%. По данным онлайн ресурса AMRmap 2.4 в центральном федеральном округе РФ штаммы Ps. aeruginosa, продуцируют карбапенемазы классов VIM (91,92%), GES-5 (7,17%), IMP (0,46%). GES-5-ip.+VIM (0,23%) и NDM (0,11%).
Анализ распространенности и резистентности Acinetobacter spp. Большинство выделенных штаммов Acinetobacter относятся к представителям двух видов. Самым
распространенным является Acinetobacter baumannii (351 - 6,0%), чаще всего высеваемый в отделениях АРО (97 штаммов), ОРИТН (86) и хирургии (23). Основными локусами высевания являются носоглотка - 62 изолята, мокрота и отделяемое трахеостомы в совокупности 105 изолятов, отделяемое цервикального канала - 45, анус - 39 штаммов. Второй по распространенности вид Acinetobacter lwoffii (19 - 0,3%), выделяется в основном из носоглотки, ануса и цервикального канала в отделениях ОРИТН и ОПННД. Остальные виды Acinetobacter составляют небольшой процент и обладают хорошей чувствительностью к антибиотикам. Резистентность Acinetobacter baumannii к имепенему - 46,3%, к меропенему
- 33,6%. Штаммов Acinetobacter lwoffii устойчивых к меропенему 5,9%, к имепенему 0,0%. По данным онлайн ресурса AMRmap 2.4 в ЦФО РФ штаммы Acinetobacter spp., продуцируют карбапенемазы классов OXA-24/40 (71,33%), OXA-23 (26,04%), OXA-58 (1,31%), комбинация ОХА-23-гр.+ОХА-24/40 (1,09%) и GES-5 (0,22%).
Анализ распространенности и резистентности представителей семейства Enterobacteriaceae. Escherichia coli второй по частоте встречаемости микроорганизм в стационаре (1292 изолята-22,1%). Основным биоиатериалом является моча (424 штамма), отделяемое цервикального канала (271 штамм), анус (171 штамм) и гнойное отделяемое (167 штаммов). Чаще всего высевается в отделениях: КДО ПЦ - 166; урологии - 148; проктологии
- 132 и взрослой реанимации - 120 штаммов.
Род Klebsiella представлен двумя видами. Основной из них Klebsiella pneumoniae (725-12,4%), является внутрибольничной инфекцией и высевается главным образом в отделении реанимации и интенсивной терапии из мочи (177), мокроты (180) и гнойного отделяемого (69). Вид Klebsiella oxytoca менее распространен, всего выделено 39 изолятов, что составляет 0,7%. Основным материалом является моча и анальный соскоб.
Род Enterobacter представлен несколькими видами Enterobacter cloacae, Enterobacter asburiae, Enterobacter hormaechei и Enterobacter aerogenes. Все виды распространены в отделениях ОРИТН и ОПННД и чаще высеваются из носоглотки, мокроты и ануса.
Таблица 2
Резистентность основных представителей семейства Enterobacteriaceae_
Микроорганизм Escherichi a coli Klebsiella pneumoniae Klebsiella oxytoca Enterobacter cloacae Enterobacter asburiae Enterobacter hormaechei Enterobacter aerogenes
Антибиотик
Цефалоспорины III поколения 35,4% 56,7% 10,65% 30,85% 18,6% 46,7% 28,55%
Цефалоспорины IV поколения 23,9% 49,4% 2,9% 17,8% 15,5% 28,2% 20%
Имепенем Меропенем 1,3% 1,7% 17,6% 29% 0% 3,3% 0% 4,8% 3,3% 3,4% 0% 2,7% 5% 3,6%
Амоксиклав 34% 58,5% 10% 100% 92,7% 100% 100%
Фторхинолоны 35% 50,55% 3,3% 26,05% 25,45% 26,3% 17,9%
Аминогликазиды 10% 29% 0% 12,1% 15,2% 17,8% 10%
Фосфомицин 1,3% 26,9% 20% 41,9% 14,3% 34,6% 27,3%
Наибольшая устойчивость (табл. 2) к цефалоспоринам 3-4 поколений наблюдается у Kl. Pneumoniae (общая 53,05%,) Enterobacter hormaechei (37.45%) и Escherichia coli (29,65%). Настораживает очень высокая резистентность внутрибольничных и особенно диких штаммов к амоксиклаву, широко и бесконтрольно применяемого в ковидный и постковидный период. Общая резистентность к карбопенемам не высокая, за исключением Kl. Pneumoniae (29% к
меропенему и 17,6% к имепенему). По данным онлайн ресурса AMRmap 2.4 в ЦФО РФ доминируют штаммы Kl. pneumoniae, продуцирующие Р-лактамазы класса OXA-48 (48,34%), сочетание NDM+OXA-48 (25,83%), NDM (19,19%), KPC (4,8%), KPC+NDM+OXA-48 (1,11%), KPC+OXA-48 (0,74%). Enterobacter cloacae OXA-48 (60%), NDM (40%). Escherichia coli NDM (60%), KPC+NDM (25%), OXA-48 (15%).
Уровень антибиотикорезистентности штаммов ESKAPE в отделениях Калужской областной клинической больницы продолжает расти. За последние пять лет уровень панрезистентных штаммов вырос почти втрое. Самый большой рост и наибольшую опасность представляет рост неферментирующих бактерий (Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa) в отделениях реанимации и интенсивной терапии из-за высокой устойчивости к дезинфицирующим средствам. В результате чего, инфекция распространяется на медицинское оборудование и персонал, что способствует контаминации больных, осложнению течения основных заболеваний, продлению госпитализации, повышению расходов больницы и гибели пациентов.
Список литературы
1. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: Методические указания 4.2.1890-04. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 91 с.
2. Супотницкий М.В. Механизмы развития резистентности к антибиотикам у бактерий // Биопрепараты. - 2011. - № 2. - С. 4-44.
3. Шамина О.В., Самойлова Е.А., Новикова И.Е., Лазарева А.В. Klebsiella pneumoniae: микробиологическая характеристика, антибиотикорезистентность и вирулентность. - Российский педиатрический журнал. - 2020. - 23(3). - С. 191-197. - DOI: http://dx.doi.org/10.18821/1560-9561-2020-23-3-191-197.
Сведения об авторах
Гинзгеймер Ирина Александровна - магистрант кафедры биологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, e-mail: [email protected].
Зайцева Елена Владимировна - доктор биологических наук, профессор кафедры биологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, e-mail: z [email protected].
ANALYSIS OF THE PREVALENCE OF ESKAPE STRAINS AND DETERMINATION OF
THEIR RESISTANCE TO ANTIBIOTICS
I.A. Ginzheimer, E.V. Zaitseva
Bryansk State University named after Academician I.G. Petrovsky
The article presents the results of a study of the prevalence of ESKAPE strains in the Kaluga Regional Clinical Hospital, and the frequency of each group is established. The isolated microorganisms were analyzed for resistance to major antibiotics. Based on the results of the study, the importance of studying antibiotic resistance was determined.
Keywords: microorganisms, ESKAPE strains, prevalence, antibiotic resistance, microbiological studies, Kaluga.
References
1. Opredelenie chuvstvitel'nosti mikroorganizmov k antibakterial'nym preparatam: Metodicheskie ukazaniya 4.2.1890-04. - M.: Federal'nyj centr gossanepidnadzora Minzdrava Rossii, 2004. - 91 s.
2. Supotnickij M.V. Mekhanizmy razvitiya rezistentnosti k antibiotikam u bakterij // Biopreparaty. - 2011. - № 2. - S. 4-44.
3. Shamina O.V., Samojlova E.A., Novikova I.E., Lazareva A.V. Klebsiella pneumoniae: mikrobiologicheskaya harakteristika, antibiotikorezistentnost' i virulentnost'. -Rossijskij pediatricheskij zhurnal. - 2020. - 23(3). - S. 191-197. - DOI: http://dx.doi.org/10.m21/1560-9561-2020-23-3-191-197
About authors
Ginzheimer I.A. - Postgraduate, Department of Biology, of Bryansk State University named after academician I.G. Petrovsky, e-mail: [email protected].
Zaitseva E.V. - Sc. D. in Biological Sciences, Professor of the Department of Biology, Bryansk State University named after Academician I.G. Petrovsky, e-mail: [email protected].
