CC BY
467
Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(3) МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018
Лазарева И.В., Агеевец В.А., Сидоренко С.В. АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ: РОЛЬ КАРБАПЕНЕМАЗ
ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства», 197022, Санкт-Петербург
Грамотрицательные бактерии, продуцирующие карбапенемазы (ферменты, разрушающие кар-бапенемные антибиотики), являются одной из глобальных угроз системе здравоохранения. Количество известных карбапенемаз постоянно увеличивается, однако только четыре типа получили наибольшее распространение: NDM-тип, KPC-тип, OXA-48-тип и VIM-тип. Продуценты карбапенемаз обнаруживали в стационарах Санкт-Петербурга, Москвы, Екатеринбурга, Вологды, Мурманска, Кургана, Красноярска, Ижевска и Перми. В подавляющем большинстве случаев продукцию карбапенемаз выявляли у Klebsiella pneumoniae. K. pneumoniae, продуцирующие карбапенемазы, отличались значительным генетическим разнообразием, так продуценты NDM-типа относились к восьми различным сиквенс-типам (Sequence Types - ST), КРС-типа - к трём и ОХА-48-типа - к четырём. Обнаружены представители глобально доминирующей генетической линии - клональной группы (Clonal Group - CG) CG258, а также ряда менее распространённых линий: ST147, ST273, ST307 и ST377. K. pneumoniae отличалась высокой частотой перекрёстной и ассоциированной резистентности с антибиотиками разных групп. Частота устойчивости к цефалоспоринам и фторхинолонам приближалась к 100%. Среди продуцентов NDM частота устойчивости к аминогликозидам превосходила 90%, среди продуцентов КРС частота устойчивости к амикацину была на уровне 66%, а к гентамицину - 93%, среди продуцентов ОХА-48 частота устойчивости была ещё ниже: 50 и 73% соответственно. Высокий уровень устойчивости к имипенему и меропенему проявляли около 80% продуцентов NDM, приблизительно 90% продуцентов КРС и только 60% продуцентов ОХА-48. Частота устойчивости к тигециклину колебалась от 6,7 до 14,8%; к полимиксину - от 4,2 до 20%. Acinetobacter spp., продуцирующие карбапенемазы 0ХА-40- и ОХА-23-типов, сохраняли чувствительность только к полимиксину. Очевидно, что возможности этиотропной терапии инфекций, вызываемых продуцентами карбапенемаз, ограничены.
Ключевые слова: антибиотики; резистентность; карбапенемазы.
Для цитирования: Лазарева И.В., Агеевец В.А., Сидоренко С.В. Антибиотикорезистентность: роль карбапенемаз. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(3): 320-328.
Для корреспонденции: Лазарева Ирина Владимировна, научный сотрудник отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии, Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт детских инфекций Федерального медико-биологического агентства». 197022, Санкт-Петербург. E-mail: partina-irina@yandex.ru
Lazareva I.V., Ageevets V.A., Sidorenko S.V.
ANTIBIOTIC RESISTANCE: THE ROLE OF CARBAPENEMASES
Children's Scientific and Clinical Center for Infectious Diseases of the Federal Medical-Biological Agency of Russia, St. Petersburg. Petersburg, 197022, Russian Federation
Gram-negative bacteria producing carbapenemases (enzymes destroying carbapenem antibiotics) are one of the global threats to the healthcare system. The number of known carbapenemases is constantly increasing, but only four following types NDM-type, KPC-type, OXA-48-type, and VIM-type have become most widespread. Carbapenemases producers were found in hospitals of St. Petersburg, Moscow, Yekaterinburg, Vologda, Murmansk, Kurgan, Krasnoyarsk, Izhevsk, and Perm. In the vast majority of cases, the production of carbapenemases was detected in Klebsiella pneumoniae. K. pneumoniae, producing carbapenemases, differed in significant genetic diversity, so the producers of the NDM-type belonged to eight different sequence types (Sequence Types - ST), cattle-type - to three and OXA-48-type - to four types. Representatives of the globally dominant genetic line include the Clonal Group (CG) CG258, as well as a number of less common lines: ST147, ST273, ST307, and ST377. K. pneumoniae was characterized by a high incidence of the cross-over and associated
MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES
resistance with antibiotics of different groups. The frequency of resistance to cephalosporins and fluoroquinolones was close to 100%. Among the producers of NDM, the frequency of resistance to aminoglycosides exceeded 90%, among the producers of cattle, the frequency of resistance to amikacin was 66%, and to gentamycin - 93%, among OXA-48 producers the frequency of resistance was even lower: 50% and 73%, respectively. A high level of resistance to imipenem and meropenem manifested about 80% of NDM producers, about 90% of cattle producers and only 60% of OXA-48 producers. The frequency of resistance to tigecycline ranged from 6.7 to 14.8%; to polymyxin - from 4.2 to 20%. Acinetobacter spp., Producing carbapenemases OXA-40 and OXA-23-type, retained sensitivity only to polymyxin. Obviously, the possibilities of etiotropic therapy for infections caused by carbapenemase producers are limited.
Keywords: antibiotics; resistance; carbapenemase.
For citation: Lazareva I.V., Ageevets V.A., Sidorenko S.V. Antibiotic resistance: the role of carbapenemases. Meditsina ekstremal'nykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations) 2018; 20(3): 320-328. (In Russ.).
For correspondence: Irina V. Lazareva, MD, Researcher of the Department of Medical Microbiology and Molecular Epidemiology of the Children's Scientific and ClinicalCenter for Infectious Diseases of the Federal Medical-Biological Agency of Russia, St. Petersburg. Petersburg, 197022, Russian Federation. E-mail: partina-irina@yandex.ru
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgments. The study had no sponsorship. Received 07 May 2018 Accepted 20 August 2018
Введение
С момента внедрения в середине 40-х годов прошлого века в клиническую практику пенициллина, Р-лактамные антибиотики составляют основу этиотропной терапии большинства бактериальных инфекций, однако формирование и распространение устойчивости резко ограничивает эффективность этих антибиотиков. Одним из ведущих механизмов устойчивости бактерий к Р-лактамным антибиотикам является ферментативный гидролиз. К настоящему времени описано более 1000 Р-лактамаз, различающихся по субстратной специфичности, чувствительности к действию ингибиторов и локализации генов. Появление и распространение среди клинически значимых бактерий новых Р-лактамаз во многом определяло весь ход развития этой группы антибиотиков. Все известные в настоящее время Р-лактамазы можно разделить на две группы: сериновые бе-та-лактамазы, в активном центре которых находится аминокислота, серин (молекулярные классы А, С и D) и металло-бета-лактамазы, в активном центре которых атом цинка (молекулярный класс В) [1].
Негативные эффекты первых из получивших широкое распространение бета-лактамаз (стафилококковых Р-лактамаз и Р-лактамаз
широкого спектра грамотрицательных бактерий) были достаточно легко преодолены благодаря разработке и внедрению цефало-споринов II—IV поколений, а также защищенных пенициллинов. Основной угрозой для перечисленных препаратов оказались описанные в 1983 г ß-лактамазы расширенного спектра (БЛРС) [2]. Устойчивость, связанную с продукцией БЛРС успешно преодолевали ß-лактамы из группы карбапенемов. Первый карбапенемный антибиотик - имипенем - был внедрён в медицинскую практику в начале 80-х годов. В течении первых 20 лет клинического применения карбапенемов устойчивость к ним описывали крайне редко. Ситуация с резистентностью к карбапенемам принципиально изменилась после появления карбапенемаз, гены которых локализованы на мобильных элементах. Первый такой фермент был обнаружен 30 лет назад в Японии у P. aeruginosa [3]. Ферменты, обладающие карбапенемаз-ной активностью, описаны преимущественно среди классов А, В и D. Количество известных карбапенемаз лавинообразно нарастает, однако глобальное распространение в настоящее время получили немногие представители класса В - IMP-тип, VIM-тип и NDM-тип; а также класса А - КРС-тип и класса D -ОХА-тип.
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Материал и методы
Методы культивирования и идентификации. В лабораторию ФГБУ ДНКЦИБ ФМБА России с 2011 по 2017 г. поступали изоляты (n = 1957), выделенные из клинически значимого биоматериала (кровь, бронхоальвеолярный лаваж, мокрота, моча, желчь, раны, гной, отделяемое из различных полостей тела) от пациентов с различными диагнозами, находившихся в реанимационных отделениях крупных стационаров десяти городов РФ. В лаборатории ФГБУ ДНКЦИБ ФМБА России изоляты были рекультивированы для проверки на чистоту культуры, после чего была проведена их повторная идентификация методом MALDI-TOF масс-спектрометрии. Для идентификации использовали 18-24-часовые культуры микроорганизмов, рекультивированные на агаре Мюллера-Хинтона. Одиночная колония каждого изолята была нанесена тонким слоем на мишень. Затем на каждую точку с микроорганизмом наносили по 1-2 мкл 70% муравьиной кислоты и оставляли до полного высыхания при комнатной температуре, после чего поверх наносили раствор HCCA Matrix (a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid Matrix, #255344) и давали полностью высохнуть (также при комнатной температуре). Для идентификации каждый раз использовался свежеприготовленный раствор HCCA Matrix в концентрации 10 мг/мл. Для разведения HCCA Matrix готовили раствор, 1 мл которого содержит 475 мкл ультрачистой воды, 25 мкл триф-торуксусной кислоты и 500 мкл ацетонитрила.
Масс-спектрометрический анализ осуществляли с помощью времяпролётного MALDI масс-спектрометра Microflex TM (Bruker Daltonics, Германия), оснащённого азотным лазером 337 нм. Все измерения проводили в линейном режиме, детектируя положительные ионы. Для накопления масс-спектров мощность лазерного излучения устанавливали на уровне минимального порогового значения, достаточного для десорбции-ионизации образца. Параметры масс-спектрометра оптимизировали для диапазона m/z от 2000 до 20000. Внешнюю калибровку проводили с использованием точных масс-спектров известных белков E. coli. Для записи, обработки и анализа масс-спектров ис-
пользовали программное обеспечение компании Bruker Daltonics (Германия): flexControl 2.4 (Build 38) и flexAnalysis 2.4 (Build 11). Точность измерения масс составляла ± 2 Да. Кластерный анализ и видовую идентификацию бактерий путём сопоставления получаемых масс-спектров с имеющимися базами данных проводили с помощью программного пакета MALDI Biotyper 3.0 (Bruker Daltonics, Германия). Если получившееся значение идентификации микроорганизма попадало в диапазон от 2,3 до 3,0, оно оценивалось как весьма вероятная видовая идентификация; при значениях от 2,0 до 2,299 - точная родовая и вероятная видовая идентификация; от 1,7 до 1,999 - вероятная родовая идентификация; от 0,0 до 1,6 - ненадёжная идентификация.
Методы оценки антибиотикочувствитель-ности. Определение чувствительности к антибиотикам проводили методом серийных разведений в бульоне Мюллера-Хинтона (Bio-Rad, Франция) согласно рекомендациям [4] и критериям EUCAST [5], в 96-луночных полимерных планшетах. Минимальные подавляющие концентрации (МПК) определяли для следующих антибиотиков: цефотаксим (CTX), це-фепим (FEP), цефтазидим (CAZ), гентамицин (GEN), амикацин (AN), имипенем (IMP), меро-пенем (MEM), триметоприм-сульфаметоксазол (SXT), тигециклин (TGC), полимиксин В (PB), ципрофлоксацин (CIP). Для приготовления рабочих растворов антибиотиков использовались субстанции антибактериальных препаратов (Molekula GmbH, Германия). Постановка эксперимента по определению чувствительности для каждой новой партии бактерий сопровождалась тремя контролями: контроль пригодности используемых антибактериальных субстанций со штаммом E. coli АТСС 25922, контроль стерильности используемой среды, контроль роста тестируемых штаммов.
Изоляты, соответствовавшие критериям снижения чувствительности к карбапенемным антибиотикам, были включены в дальнейшие исследования по детекции генов карбапенемаз и MLST типированию.
Молекулярные методы
Выделение ДНК и детекция генов карбапе-немаз. В период с 2011 по 2014 г бактериаль-
MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES
Таблица 1 Географическое распространение карбапенемаз в Российской Федерации
Город Гены карбапенемаз Вид бактерий ST (сиквенс-тип)
Санкт-Петербург NDM-тип K. pneumoniae ST340, ST101, ST395, ST11, ST147, ST292, ST48, ST258
E. coli HД*
A. nosocomialis HД
KPC-2, -3 K. pneumoniae ST258, ST307, ST395, ST273
ОХА-48-тип K. pneumoniae ST395, ST377
NDM-тип + OXA-48-тип K. pneumoniae HД
VIM-4 E. cloacae HД
OXA-40-тип A. baumannii ST208, ST450, ST1100, ST 348, ST1167, ST944
OXA-40-тип + OXA-23-тип A. baumannii ST 348
Москва OXA-48-тип K. pneumoniae ST147
NDM-тип K. pneumoniae HД
NDM-тип + OXA-48-тип K. pneumoniae HД
OXA-40-тип A. baumannii HД
Курган OXA-48-тип K. pneumoniae HД
Вологда OXA-48-тип K. pneumoniae HД
Красноярск OXA-48-тип K. pneumoniae HД
Ижевск NDM-тип P. mirabilis HД
ОХА-40-тип+ OXA-23-тип A. baumannii HД
Мурманск OXA-48-тип K. pneumoniae HД
Пермь ОХА-40-тип+ OXA-23-тип A. baumannii HД
Екатеринбург OXA-48-тип K. pneumoniae HД
Краснодар ОХА-48-тип K. pneumoniae HД
Serratia marcescens HД
NDM-тип K. pneumoniae HД
Примечание . * HД - нет данных.
ную ДНК выделяли с помощью набора ДНК-экспресс (Литех, Россия), с 2015 г до настоящего момента - набором ДНК-сорб (Интерлабсер-вис, Россия) в соответствии с инструкциями производителей. Гены клинически значимых карбапенемаз детектировали методом реал-тайм ПЦР с помощью наборов Атр^еш® MDR КРС/ОХА-48^ (ЫКРС, ЫаОХА-48-Нке), Атр^еш® MDR МЕ^^ ¿УШ, Ь1а1МР, b1aNDM), InterLabService (два мультиплекса на каждую пробу) в случае выделения представителей семейства ЕШегоЬаМепасеае; Атр^еш®Ас^оЬаС;ег (ЫаОХА-51, ЫаОХА-40-1ike, b1aOXA-23-1ike), InterLabService - в случае выделения ЛстеЮЬаМег spp.
Мультилокусное сиквенс-типирование (МЛСТ). МЛСТ было проведено для некото-
рых карбапенемаза-продуцирующих изоля-тов K. pneumonia и A.baumannii. Мультилокусное сиквенс-типирование ядерного генома K. pneumoniae было проведено согласно протоколу, доступному по ссылке: http://bigsdb.web. pasteur.fr/klebsiella/klebsiella.html. Мультило-кусное сиквенс-типирование ядерного генома A. baumannii, определение номеров аллелей и сик-венс-типов было проведено по схеме Oxford согласно протоколу, доступному по ссылке: http:// pubmlst.org/perl/bigsdb/bigsdb.pl?db=pubmlst_ abaumannii_oxford_seqdef. Секвенирование по Сэнгеру было проведено на приборе 3730 (Applied Biosystems, Life Technologies, Foster City, CA, USA). Для анализа данных был использован алгоритм eBURST_(http://eburst.mlst. net/v3/enter_data/single/).
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Таблица 2 Антибиотикочувствительность (% чувствительных изолятов) продуцентов карбапенемаз
Антибиотики Критерии чувствительно сти, МПК, мкг/мл K. pneumoniae, продуцирующие A. baumannii
NDM, n = 115 OXA-48, n = 72 NDM+OXA-48, n = 24 KPC, n = 15 0XA-40 /OXA-23, n = 26
Амикацин S<8 R>16 4,3 43,1 4,2 13,3 0
Гентамицин S<2 R>4 5,2 26,4 0 6,7 0
Цефепим S<1 R>4 0 2,8 0 0
Цефотаксим S<1 R>2 0 2,8 0 0
Цефтазидим S<1 R>4 0 0 0 0
Ципрофлоксацин S<5 R>1 0 2,8 0 0 0
Имипенем S<2 R>8 10,4 19,4 0 0 0
Меропенем S<2 R>8 4,3 29,2 0 0 0
Полимиксин B1 S<2 R>2 93.0 84,7 95,8 80 100
Тигециклин S<1 R>2 79,1 61,1 87,5 73,3 -
Ко-тримоксазол S<2 R>4 2,6 9,7 0 6,7 15,4
Результаты
Географическое распространение продуцентов карбапенемаз в Российской Федерации. Как следует из табл. 1, на территории РФ среди Enterobacteriaceae встречаются представители всех четырёх глобально распространённых типов карбапенемаз: NDM-тип, КРС-тип, 0XA-48-тип и VIM-4-тип. При этом чаще всего продукция карбапенемаз была обнаружена среди K. pneumoniae; наиболее распространёнными ферментами оказались NDM- и ОХА-48-типы. Следует также отметить тенденцию к преобладанию карбапенемаз NDM-типа в Санкт-Петербурге и ОХА-48-типа в других регионах РФ. Карбапе-немазы VIM-4- и КРС-типов были обнаружены лишь в Санкт-Петербурге. Кроме того, в Санкт-Петербурге и Москве были выявлены изоляты K. pneumoniae, одновременно продуцирующих кар-бапенемазы NDM- и OXA-48-типов.
Антибиотикочувствительность продуцентов карбапенемаз. Для изученных продуцентов карбапенемаз характерен высокий уровень перекрёстной и ассоциированной резистентности к антибиотикам разных групп (табл. 2). Продуценты NDM характеризовались высоким уровнем устойчивости (100% устойчивых изо-лятов) к цефалоспоринам и ципрофлоксацину. Важно отметить, что суммарная доля изоля-тов, проявлявших чувствительность и промежуточную устойчивость к карбапенемам
(МПК < 8,0 мкг/мл) составляла 20% для имипе-нема и 18,7% для меропенема. По имеющимся данным литературы, для лечения инфекций, вызываемых патогенами с таким уровнем устойчивости, могут с успехом применяться карбапе-немы в максимальных дозах в виде длительных инфузий [6].
Незначительная часть изолятов сохраняла чувствительность к аминогликозидам и ко-тримоксазолу. Наибольший уровень чувствительности продуценты NDM проявляли к по-лимиксину и тигециклину: соответственно 93 и 79,1% чувствительных изолятов. В качестве крайне негативной тенденции необходимо отметить обнаружение 2,5% «панрезистентных» изолятов, проявлявших устойчивость ко всем изученным антибиотикам, включая полимик-син и тигециклин.
K. pneumoniae, продуцировавшие карбапене-мазу ОХА-48-типа, проявляли меньший уровень устойчивости к большинству антибиотиков в сравнении с продуцентами карбапенемаз NDM-типа. Доля изолятов, продуцирующих карба-пенемазу с МПК карбапенемов < 8,0 мкг/мл, составила 38,9% для имипенема и 37,5% - для меропенема. К амикацину и гентамицину сохраняли чувствительность соответственно 43,1 и 26,2% изолятов. Наибольший уровень чувствительности был характерен для полимиксина и тигециклина 84,7 и 61,1% соответственно.
Ко-продуценты ферментов NDM-типа и OXA-48-типа сохраняли чувствительность к полимиксину и тигециклину (соответственно 95,8 и 87,5% чувствительных изолятов), единичные изоляты были также чувствительны к амикаци-ну. Промежуточный уровень чувствительности к карбапенемам проявил лишь 1 изолят из 24.
Продуценты карбапенемаз КРС-2,3 характеризовались высокой частотой устойчивости к ß-лактамам (включая карбапенемы) фторхи-нолонам - более 80-90% устойчивых изолятов. Уровень устойчивости к амикацину был несколько ниже (66%). Обращает на себя внимание относительно высокая частота устойчивости к полимиксину (20%). Наименьшая частота устойчивости отмечена у тигециклина (6,7%).
Изоляты A. baumannii, продуцирующие карбапенемазы OXA-40-типа и / или OXA-23-типа, продемонстрировали высокий уровень устойчивости ко всем ß-лактамам, аминогликозидам и ципрофлоксацину. МПК цефалоспоринов, аминогликозидов и ципрофлоксацина были равны или превышали 128 мкг/мл. Изоляты проявляли 100% резистентность к имипенему и меропенему, со значениями МПК от 16 до 32 мкг/мл и более для имипенема; 32 и более для меропенема. Устойчивость к ко-тримоксазолу проявляли 61,5% изолятов . Все изоляты проявляли чувствительность к полимиксину В. EUCAST до настоящего времени не определил критерии чувствительности A. baumannii к ти-гециклину.
Результаты оценки антибиотикочувстви-тельности редких продуцентов карбапенемаз не вошли в табл. 2. Два изолята Enterobacter cloacae, продуцирующие VIM-4, характеризовались резистентностью к цефалоспоринам всех поколений, аминогликозидам и ципрофлокса-цину, при этом отличались низкими значениями МПК к карбапенемам (0,5 и 1 мкг/мл к имипе-нему; 1 и 4 мкг/мл к меропенему). Enterobacter cloacae, продуценты OXA-48-like (2 изолята) и KPC (1 изолят), также частично характеризовались более низкими значениями МПК к карба-пенемам (4 мкг/мл к имипенему; 2, 8, 16 мкг/мл к меропенему), чем продуценты, относящиеся к другим видам Enterobacteriaceae. Все изоляты Enterobacter cloacae, проявляли чувствительность к полимиксину В и тигециклину. Изолят
MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES
E. coli, продуцент фермента NDM-типа, выделенный от пациента в одном из стационаров Санкт-Петербурга, демонстрировал резистентность к цефалоспоринам, карбапенемам, ципрофлоксацину, амикацину и ко-тримоксазолу, но сохранял чувствительность к гентамицину, полимиксину и тигециклину. Также был обнаружен изолят P. mirabilis, продуцирующий фермента NDM-типа, проявляющий устойчивость ко всем протестированным антибиотикам.
Результаты и обсуждение
В настоящее время карбапенемы составляют основу терапии инфекций, вызванных грамо-трицательными бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, в том числе K. pneumoniae и A. baumannii. Однако глобальное распространение среди указанных патогенов ферментов карбапенемаз ставит под угрозу эффективность антибиотиков этой группы.
Представленные результаты не позволяют дать количественную оценку распространённости продуцентов карбапенемаз на территории России, поскольку изоляты из большинства медицинских учреждений попадали в коллекцию спорадически. Тем не менее, факт обнаружения и выделения в течение нескольких лет всех четырёх глобально распространённых групп карбапенемаз (NDM, KPC, ОХА-48 и VIM) среди представителей Enterobacteriaceae в Санкт-Петербурге, Москве и ещё в шести городах однозначно свидетельствует о реальной угрозе этого механизма резистентности для системы здравоохранения Российской Федерации.
Основным продуцентом карбапенемаз среди энтеробактерий в России, как и в других регионах мира, оказалась K. pneumoniae [6, 7]. Среди K. pneumoniae, циркулирующих в стационарах Санкт-Петербурга, частота распространения продукции карбапенемаз достигла 9,2%, при этом чаще всего обнаруживали NDM-тип (у 5,9% изолятов). Из других энтеробактерий продукция ферментов NDM-типа была выявлена у одного изолята E. coli и одного - P. mirabilis. В Москве и других городах превалировали K. pneumoniae, продуцирующие ОХА-48. В Санкт-Петербурге карбапенемазы OXA-48-типа выявляли у 1,4% изолятов K. pneumoniae, ещё у 1,9% была выявлена одновременная продукция фер-
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ментов ОХА-48- и NDM-типов. В настоящее время невозможно оценить, насколько существенны различия в распространении отдельных типов карбапенемаз между Санкт-Петербургом и другими городами России. K. pneumoniae, продуцирующие карбапенемазы КРС-типа, выявляли только в Санкт-Петербурге, при этом их распространённость явно невысокая, поскольку в ходе кросс-секционного исследования в марте 2016 г. они не были обнаружены. Карба-пенемазы VIM-4, были выявлены лишь у двух изолятов E. cloacae.
Оценка распространения карбапенемаз среди A. baumannii не была основной целью исследования, тем не менее, полученные данные о превалировании среди этих бактерий карба-пенемаз ОХА-40-, ОХА-23-типов и их комбинаций представляют определённый интерес.
Вопрос об источниках появления продуцентов карбапенемаз в России в настоящее время не решён. Учитывая значительное генетическое разнообразие продуцентов, прежде всего K. pneumoniae, можно предположить множественность случаев импорта этих патогенов. Однако сценарий импорта продуцентов кар-бапенемаз подтверждён лишь в одном случае: когда у изолята K. pneumoniae, выделенного в Санкт-Петербурге, было показано сходство плазмид и мобильных генетических элементов (несущих гены карбапенемазы КРС-2) с таковыми из Юго-Восточной Азии [8].
Представленные в работе данные имеют определённое значение для планирования эти-отропной терапии, инфекций, вызванных продуцентами карбапенемаз. Данные, полученные в недавних исследованиях и суммированные в обзорах и мета-анализах [9-13], свидетельствуют о том, что в виде монотерапии ни одни из доступных в настоящее время антибиотиков не обладает достаточной эффективностью при лечении инфекций, вызванных продуцентами карбапенемаз. В состав схем комбинированной терапии обычно входят карбапенемы, тигеци-клин, полимиксин, аминогликозиды, фосфоми-цин и иногда рифампин, однако конкретный состав комбинаций не обоснован.
Как уже было отмечено, карбапенемы проявляют клиническую эффективность при инфекциях, вызванных продуцентами карбапенемаз,
если МПК этих антибиотиков в отношении возбудителя не превышает 8,0 мкг/мл [6]. Необходимо также помнить, что продлённые инфузии карбапенемов более эффективны в сравнении с болюсным введением [14], а также что карба-пенемы необходимо использовать в комбинации с другими активными антибиотиками [15]. Оценивая возможность применения карбапене-мов в отношении продуцентов карбапенемаз, циркулирующих в России, следует отметить, что эмпирическое назначение этих антибиотиков, не основанное на данных количественного определения чувствительности патогенов, может быть связано со значительным риском неудачи лечения. В современных условиях применение карбапенемов в составе различных комбинаций наиболее реально при инфекциях, вызванных продуцентами ОХА-48, поскольку среди них около 40% проявляют чувствительность к имипенему и меропенему на уровне МПК < 8,0 мкг/мл. Вопрос о возможности применения карбапенемов при более высоких значениях МПК не решён. Согласно экспертной оценке, применение карбапенемов при МПК выше 16,0 мкг/мл нецелесообразно [16]. В то же время имеется экспериментальное наблюдение об эффективности сверхвысоких доз карба-пенемов (до 24 г меропенема в сут) в комбинации с полимиксином в отношении штаммов с МПК = 64 мкг/мл [17]. Несмотря на высокий уровень устойчивости in vitro, хорошие результаты лечения продуцентов КРС карбапенемаз отмечают при сочетанном использовании эрта-пенема и меропенема [18].
Антибиотиком, который практически всегда включают в комбинации для лечения инфекций, вызванных продуцентами карбапенемаз, является тигециклин. Тигециклин зарегистрирован для применения при интраабдоминальных инфекциях, инфекциях кожи мягких тканей, а также внебольничной пневмонии, кроме этого, антибиотик достаточно широко применяется и при инфекциях другой локализации. Результаты клинических исследований тигециклина суммированы в ряде мета-анализов, согласно выводам работы [19] по показателю летальности, схемы лечения с тигециклином не уступают препаратам сравнения, в других исследованиях показано, что летальность при лечении ти-
гециклином выше [20]. В одной из более новых работ анализ результатов лечении инфекций, вызванных только карбапенем-устойчивыми возбудителями, показал, что летальность при применении комбинаций из двух и, особенно, из трёх антибиотиков с включением тигецикли-на существенно ниже, чем при монотерапии [21]. Тигециклин не показан для лечения инфекций, вызванных Acinetobacter spp., EUCAST не предлагает критериев чувствительности, в то же время имеются попытки off label применения антибиотика в составе различных комбинаций для указанных целей. Однако результаты недавно опубликованного мета-анализа свидетельствуют о субоптимальной эффективности тигециклина в стандартных дозировках при A. baumannii--инфекциях [22].
В целом, необходимо чётко представлять, что применение тигециклина наиболее обосновано в тех случаях, когда возбудитель устойчив к подавляющему большинству доступных антибиотиков и, что данные о чувствительности к антибиотику конкретного возбудителя имеют принципиальное значение. Несмотря на достаточно длительную историю клинического применения, устойчивость к тигециклину среди Enterobacteriaceae по данным международных многоцентровых исследований сохраняется на невысоком уровне (приблизительно 5-10%) [23, 24]. По данным настоящего исследования, частота устойчивости среди продуцентов различных карбапенемаз колебалась в пределах 6,7-14,8%, что позволяет оценивать тигециклин как базовый препарат для лечения соответствующих инфекций.
Реальные возможности лечения инфекций, вызванных продуцентами карбапенемаз, также связаны с антибиотиками группы полимик-синов (полимиксин В и колистин). Клиническая эффективность полимиксинов при чувствительности к ним возбудителей инфекции хорошо доказана, но необходимо отметить, что, по крайней мере, колистин серьёзно уступает по эффективности препаратам сравнения [25], соответственно его применение обосновано только при устойчивости возбудителя к антибиотикам других групп. Серьёзным недостатком полимиксинов является возможность развития резистентности в процессе терапии,
MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES
а также недавно обнаруженная плазмидная локализация генов резистентности [26], что создаёт потенциальную угрозу её быстрого распространения. Несмотря на некоторые недостатки, полимиксины остаются важнейшим компонентом комбинированной терапии инфекций, вызванных карбапенем-устойчивы-ми бактериями. Частота устойчивости к по-лимиксинам среди продуцентов карбапене-маз достигает в России в некоторых случаях 20%, что вызывает определённые опасения. К крайне неблагоприятным тенденциям следует отнести выявление единичных изолятов, проявляющих резистентность ко всем доступным антибиотикам, включая тигециклин и по-лимиксины.
Из других антибиотиков, применение которых возможно при лечении инфекций, вызванных продуцентами карбапенемаз, следует отметить аминогликозиды. Так, 50% продуцентов карбапенемазы ОХА-48 сохраняли промежуточную или полную чувствительность к амика-цину, среди продуцентов КРС к таким относились более 30% изолятов.
Основываясь на полученных результатах и принимая во внимание тот факт, что около 8,3% продуцентов карбапенемаз в данном исследовании были выделены из клинически значимого материала от пациентов в состоянии различной степени тяжести сепсиса, можно с достаточной долей вероятности утверждать об эффективности текущих схем антибактериальной терапии, описанных в последних клинических рекомендациях по диагностике и лечению тяжёлого сепсиса и септического шока для таких пациентов с инфекциями, вызванными карбапенемаза-продуцирующими энтеробактериями и ацине-тобактериями [27].
В заключение ещё раз следует отметить, что, несмотря на множественную устойчивость продуцентов карбапенемаз, при корректной микробиологической диагностике и количественной оценке антибиотикочувствительности, а также при грамотном менеджменте всех этапов госпитализации в каждом отдельно взятом стационаре РФ, в настоящее время сохраняются определённые возможности для эффективного лечения инфекций, вызванных этими крайне опасными патогенами.
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Статья выходит при поддержке, оказанной Российским научным фондом в рамках Конкурса 2018 г. "Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых" Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными по проекту "Механизмы формирования успешных генетических линий множественно резистентных гипервирулентных Klebsiella pneumoniae", соглашение № 18-75-10117."
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Ambler RP: The Structure of beta-Lactamases. Philosophical Transactions of the Royal Society ofLondon B: Biological Sciences 1980,;289: 321-31.
2. Knothe H, Shah P, Krcmery V, Antal M, Mitsuhashi S: Transferable resistance to cefotaxime, cefoxitin, cefamandole and cefuroxime in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae and Serratia marcescens. Infection 1983; 11: 315-7.
3. Watanabe M, Iyobe S, Inoue M, Mitsuhashi S: Transferable imipenem resistance in Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1991; 35: 147-51.
4. INTERNATIONAL STANDARD ISO 20776-1. Clinical laboratory testing and in vitro diagnostic test systems - Susceptibility testing of infectious agents and evaluation of performance of antimicrobial susceptibility test devices - Part 1: Reference method for testing the in vitro activity of antimicrobial agents against rapidly growing aerobic bacteria involved in infectious diseases.
5. EUCAST. Breakpoint Tables for Interpretation ofMICs and Zone Diameters, Version 6.0. January 2016. http://www.eucast. org/clinical_breakpoints/.
6. Tzouvelekis LS, Markogiannakis A, Psichogiou M, Tassios PT, Daikos GL: Carbapenemases in Klebsiella pneumoniae and Other Enterobacteriaceae: an Evolving Crisis of Global Dimensions. Clinical Microbiology Reviews 2012,;25: 682-707.
7. Pitout JD, Nordmann P, Poirel L: Carbapenemase-Producing Kleb-siella pneumoniae, a Key Pathogen Set for Global Nosocomial Dominance. Antimicrob Agents Chemother. 2015; 59: 5873-84.
8. Ageevets V, Sopova J, Lazareva I, Malakhova M, Ilina E, Kostryukova E, Babenko V, Carattoli A, Lobzin Y, Uskov A, Sidorenko S: Genetic environment of the blaKPC-2 gene in Klebsiella pneumoniae isolate which may have been imported to Russia from Southeast Asia. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2016.
9. Falagas ME, Lourida P, Poulikakos P, Rafailidis PI, Tansarli GS: Antibiotic Treatment of Infections Due to Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae: Systematic Evaluation of the Available Evidence. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 2014; 58: 654-63.
10. Falagas ME, Karageorgopoulos DE, Nordmann P: Therapeutic options for infections with Enterobacteriaceae producing carbape-nem-hydrolyzing enzymes. Future Microbiol 2011; 6: 653-66.
11. Lee GC, Burgess DS: Treatment of Klebsiella pneumoniae car-bapenemase (KPC) infections: a review of published case series and case reports. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2012; 11: 32.
12. Morrill HJ, Pogue JM, Kaye KS, LaPlante KL: Treatment Options for Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae Infections. Open Forum Infectious Diseases 2015; 2.
13. Qureshi ZA, Paterson DL, Potoski BA, Kilayko MC, San-dovsky G, Sordillo E, Polsky B, Adams-Haduch JM, Doi Y: Treatment outcome of bacteremia due to KPC-producing Kleb-siella pneumoniae: superiority of combination antimicrobial regimens. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56: 2108-13.
14. Vourli S, Tsala M, Kotsakis S, Daikos GL, Tzouvelekis L, Mir-iagou V, Zerva L, Meletiadis J: Comparison of Short Versus Prolonged Infusion of Standard Dose of Meropenem Against
Carbapenemase-Producing Klebsiella pneumoniae Isolates in Different Patient Groups: A Pharmacokinetic-Pharmacodynamic Approach. J Pharm Sci 2016; 105: 1513-8.
15. Daikos GL, Tsaousi S, Tzouvelekis LS, Anyfantis I, Psichogiou M, Argyropoulou A, Stefanou I, Sypsa V, Miriagou V, Nepka M, et al: Carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae bloodstream infections: lowering mortality by antibiotic combination schemes and the role of carbapenems. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58: 2322-8.
16. Bassetti M, Peghin M, Pecori D: The management of multi-drug-resistant Enterobacteriaceae. Curr Opin Infect Dis. 2016; 29: 583-94.
17. Lenhard JR, Bulitta JB, Connell TD, King-Lyons N, Land-ersdorfer CB, Cheah S-E, Thamlikitkul V, Shin BS, Rao G, Holden PN, et al: High-intensity meropenem combinations with polymyxin B: new strategies to overcome carbapenem resistance in Acinetobacter baumannii. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2017; 72: 153-65.
18. Oliva A, D'Abramo A, D'Agostino C, Iannetta M, Mascellino MT, Gallinelli C, Mastroianni CM, Vullo V: Synergistic activity and effectiveness of a double-carbapenem regimen in pan-drug-resistant Klebsiella pneumoniae bloodstream infections. J Antimicrob Chemother. 2014; 69: 1718-20.
19. Tasina E, Haidich AB, Kokkali S, Arvanitidou M: Efficacy and safety of tigecycline for the treatment of infectious diseases: a meta-analysis. The Lancet infectious diseases. 2011; 11: 834-44.
20. Shen F, Han Q, Xie D, Fang M, Zeng H, Deng Y: Efficacy and safety of tigecycline for the treatment of severe infectious diseases: an updated meta-analysis of RCTs. Int J Infect Dis. 2015; 39: 25-33.
21. Ni W, Han Y, Liu J, Wei C, Zhao J, Cui J, Wang R, Liu Y: Tigecycline Treatment for Carbapenem-Resistant Enterobacte-riaceae Infections: A Systematic Review and Meta-Analysis. Medicine (Baltimore). 2016; 95:e3126.
22. Ni W, Han Y, Zhao J, Wei C, Cui J, Wang R, Liu Y: Tigecycline treatment experience against multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections: a systematic review and meta-analysis. Int J Antimicrob Agents. 2016;47: 107-16.
23. Sader HS, Castanheira M, Flamm RK, Mendes RE, Farrell DJ, Jones RN: Tigecycline activity tested against carbapenem-resistant Enterobacteriaceae from 18 European nations: results from the SENTRY surveillance program (2010-2013). Diagn Microbiol Infect Dis .2015.
24. Kehl SC, Dowzicky MJ: Global assessment of antimicrobial susceptibility among Gram-negative organisms collected from pediatric patients between 2004 and 2012: results from the Ti-gecycline Evaluation and Surveillance Trial. J. Clin Microbiol. 2015; 53: 1286-93.
25. Yahav D, Farbman L, Leibovici L, Paul M: Colistin: new lessons on an old antibiotic. Clin Microbiol Infect. 2012; 18: 18-29.
26. Liu Y-Y, Wang Y, Walsh TR, Yi L-X, Zhang R, Spencer J, Doi Y, Tian G, Dong B, Huang X, et al: Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. The Lancet Infectious Diseases .2016; 16: 161-8.
27. Клинические рекомендации по диагностике и лечению тяжелого сепсиса и септического шока в лечебно-профилактических организациях Санкт-Петербурга. Санкт-Петербургское общество специалистов по сепсису, 2016. (Clinical recommendations about diagnostics and treatment of heavy sepsis and septic shock in the treatment-and-prophylactic organizations [Klinicheskie rekomendatsii po diagnostike i lecheniyu tyazhelogo sepsisa i septicheskogo shoka v lechebno-profilakticheskikh organizatsiyakh Sankt Petersburga]. St. Petersburg. Sankt Peterburgskoe obshchestvo spetsialistov po sepsisu. 2016).
Поступила 05 мая 2018 Принята в печать 20 августа 2018
