CC BY
94
Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Медицина. - 2011. - Вип. 2, т. 1. - С. 12-17. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology. Medicine. - 2011. - Vol. 2, N 1. - P. 12-17.
УДК 616.94:617(471.34)
О. Р. Бекташева, К. В. Лаврентьєва, Н. В. Черевач, А. І. Вінніков, А. А. Москаленко
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара Дніпродзержинська міська лікарня № 7
БІОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БАКТЕРІЙ РОДИНИ ENTEROBACTERIACEAE - ЗБУДНИКІВ ГНІЙНО-ЗАПАЛЬНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ У ДІТЕЙ
Досліджено біологічні властивості 27 штамів бактерій родини Enterobacteriaceae, виділених при гнійно-септичній інфекції у 24 пацієнтів дитячого хірургічного відділення міської лікарні № 7 (м. Дніпродзержинськ). Досліджена мікрофлора представлена чотирма видами бактерій: Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella oxytoca та K. pneumoniae. Найпоширеніший збудник гнійно-септичних захворювань у дітей - кишкова паличка. Виділені бактерії виявилися найчутливішими до фторхінолонів ІІ покоління (офлоксацин і ципрофлоксацин) та цефалоспоринів Ш покоління (цефо-таксим і цефоперазон).
А. Р. Бекташева, Е. В. Лаврентьева, Н. В. Черевач, А. И. Винников, А. А. Москаленко
Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара Днепродзержинская городская больница № 7
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИЙ СЕМЕЙСТВА ENTEROBACTERIACEAE - ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ГНОЙНО-СЕПТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У ДЕТЕЙ
Исследованы биологические свойства 27 штаммов бактерий семейства Enterobacteriaceae, выделенных при гнойно-септической инфекции у 24 пациентов отделения детской хирургии городской больницы № 7 (г. Днепродзержинск). Исследованная микрофлора представлена четырьмя видами бактерий: Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella oxytoca и K. pneumoniae. Самый распространенный возбудитель гнойно-септических заболеваний у детей - кишечная палочка. Наибольшую чувствительность выделенные бактерии проявили к фторхинолонам ІІ поколения (офлок-сацин и ципрофлоксацин) и к цефалоспоринам ІІІ поколения (цефотаксим и цефоперазон).
O. R. Bektascheva, K. V. Lavrentyeva, N. V. Cherevach, A. I. Vinnikov, А. А. Moskalenko
Oles’ Honchar Dnipropetrovsk National University Dniprodzerzhinsk Hospital № 7
BIOLOGICAL PROPERTIES OF ENTEROBACTERIACEAE STRAINS AS AGENTS OF SUPPURATIVE-SEPTIC INFECTION IN CHILDREN
It was investigated the biological properties of 27 strains of Enterobacteriaceae isolated from 24 children with suppurative-septic infection from the Surgical Department of Dnieprodzerzhinsk Hospital № 7. Isolated microflora was presented by four bacteria species: Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella oxytoca and K. pneumoniae. Escherichia coli was the most widespread agent of suppurative-septic
© О. Р. Бекташева, К. В. Лаврентьєва, Н. В. Черевач, А. І. Вінніков, А. А. Москаленко, 2011 12
infection for children. All bacteria were the most sensitive to fluoroquinolones ІІ generation (norfloxacin and ciprofloxacin) and cephalosporins Ш generation (cefotaxim and cefoperazon).
Вступ
Гнійно-септичні захворювання мають інфекційну природу, бо викликаються різними збудниками: грампозитивними та грамнегативними, аеробними та анаеробними, споротвірними та неспоротвірними формами мікроорганізмів, серед яких найпоширеніші бактерії родів Staphylococcus, Streptococcus, Escherichia, Proteus, Klebsiella, Pseudomonas та Clostridium [5].
Запальний процес викликає серйозні зміни в організмі, порушення функції різних органів і систем. За певних умов запальний процес може бути викликаний умовно-патогенними мікроорганізмами. Вони можуть проникати до ран у зону ураження тканин із навколишнього середовища (екзогенне інфікування) або з вогнищ скупчення мікрофлори в самому організмі людини (ендогенне інфікування) [1]. У першому випадку подальше розповсюдження та розвиток запального процесу встановлюється співвідношенням кількості та вірулентності прониклих мікробів з імунологічними силами організму [7].
Основними класами антибіотиків, що використовуються при лікуванні гнійно-септичної інфекції, викликаної родиною Enterobacteriaceae, є бета-лактами, фторхіно-лони, аміноглікозиди. Більшість ентеробактерій стійкі до пеніцилінів (ампіцилін, амоксицилін) і менше - до цефалоспоринів І та ІІ покоління (цефазолін, цефуроксим). Найефективнішими вважаються цефалоспорини ІУ покоління (цефепим) та карбопе-неми (іміпенем). Ефективна дія останніх забезпечується відносною стабільністю до дії AmpC бета-лактамаз [7; 9; 10].
Актуальність проблеми гнійно-септичних захворювань у наш час визначається декількома причинами: значною частотою захворювання, високою летальністю і, як наслідок, значним економічним збитком, заподіяним захворюванням.
У зв’язку з цим мета роботи - охарактеризувати біологічні властивості штамів бактерій родини Enterobacteriaceae, виділених із патологічного матеріалу від 24 пацієнтів дитячого хірургічного відділення Дніпродзержинської міської лікарні № 7, визначити їх чутливість до антибіотиків різних фармакологічних груп.
Матеріал і методи досліджень
Для виділення та вивчення ентеробактерій - збудників інфекційних захворювань у пацієнтів дитячого хірургічного відділення Дніпродзержинської клінічної лікарні № 7 здійснювали забір клінічного матеріалу під час пункції місцевих абсцесів або під час інших хірургічних процедур [2] і висів на елективне середовище Ендо. Надалі, згідно з Наказом МОЗ № 234 від 10.05.2007 р., проводили мікроскопію забарвлених за Грамом мазків із вирослих колоній, визначали рухливість бактерій і робили пересів колоній штрихом по скошеній частині та уколом у стовпчик середовища Олькеницького. Одночасно ставили додаткові тести для визначення родової належності штамів (ріст на цитраті Симонса, розщеплення сечовини за Крістенсеном, тест із метиловим червоним). Видову ідентифікацію штамів проводили за допомогою мінімального дифе-ренціювального ряду тестів: виділення індолу та синтез лізиндекарбоксилази [4]. Чутливість до антибіотиків визначали диско-дифузійним методом [3].
Результати та їх обговорення
Мікробіологічне дослідження матеріалу, відібраного при гнійно-септичній інфекції у дітей, проведене на базі бактеріологічної лабораторії Дніпродзержинської міської
лікарні № 7. Від 24 пацієнтів виділено 27 штамів бактерій, які за комплексом культу-ральних і фізіолого-біохімічних ознак віднесено до родини Enterobacteriaceae. Всі виділені штами на середовищі Ендо утворювали опуклі, із правильними краями, опалесці-ювальні, іноді слизові, забарвлені в червоний колір із металевим блиском або без нього колонії діаметром 1-2 мм; на комбінованому середовищі Олькеницького утилізували лактозу та глюкозу з утворенням газу або без нього, не розщеплювали сечовини та не утворювали сірководню. При мікроскопії мазків клітини мали вигляд прямих тонких паличок, забарвлених за Грамом негативно.
Родову ідентифікацію проводили за допомогою додаткових тестів: рухливості, здатності рости у середовищі Симонса, утворювати індол, давати реакцію у середовищі з метиловим червоним (табл. 1). Вісім штамів, які не були рухливими, віднесли до роду Klebsiella. 16 із 19 штамів, що характеризувались рухливістю, не використовували цитрат як єдине джерело вуглецю при рості у середовищі з цитратом натрію, мали здатність утворювати індол, були позитивні за тестом із метиловим червоним - віднесли до роду Escherichia виду E. coli (оскільки рід представлений єдиним видом). Інші 3 штами, які були рухливими, але використовували цитрат як єдине джерело вуглецю при рості у середовищі Симонса, не виділяли індолу, давали негативний тест із метиловим червоним, віднесено до роду Enterobacter.
Таблиця 1
Родова ідентифікація представників родини Enterobacteriaceae
Рід Escherichia Рід Klebsiella Рід Enterobacter 3 штами
Тест (E. coli) 16 штамів K. oxytoca 3 штами K. pneumoniae 5 штамів
За результатами посіву на комбіноване середовище Олькеницького - утилізація лактози + + +
- утилізація глюкози (газоутворення) + + +
- виділення сірководню - - -
- розщеплення сечовини - - -
Рухливість + - +
Ріст на середовищі Симонса - + +
Сечовина за Крістенсеном - + +/-
Виділення індолу + - + -
Тест із метиловим червоним + -/+ -/+ -
Примітки: «-» - негативна реакція; «+» - позитивна реакція; «+/-» - частіше позитивна, ніж негативна реакція; «-/+» - частіше негативна, ніж позитивна реакція.
Для видової ідентифікації родів Enterobacter та Klebsiella використовували додаткові тести: утворення лізиндекарбоксилази - для ентеробактера та виділення індолу -для клебсієл. У клінічній практиці рід Enterobacter найчастіше представлений двома видами (E. aerogenes і E. cloacae), які відрізняються здатністю декарбоксилювати L-лі-зин. У нашому дослідженні для всіх трьох штамів при рості у середовищі з цією амінокислотою спостерігали зміну кольору останнього із зеленого на синій за рахунок накопичення лужних продуктів, що засвідчувало утворення культурами ферменту лізинде-карбоксилази. На основі результатів даного тесту всі штами роду Enterobacter віднесено до виду Е. aerogenes.
В етіології гнійно-септичних захворювань, викликаних бактеріями роду Klebsiella, провідними є види K. oxytoca та K. pneumoniae. Тому для видової ідентифікації клебсієл використовували тест на утворення індолу. На основі результатів да-
татів даного тесту з виділених 8 штамів клебсієл три штами, що утворювали індол, віднесено до K. oxytoca, інші 5, що не утворювали - до K. pneumoniae.
Таким чином, вся грамнегативна мікрофлора, виділена при гнійно-септичних інфекціях у пацієнтів дитячого хірургічного відділення міської клінічної лікарні № 7 м. Дніпродзержинськ, представлена чотирма видами бактерій: E. coli, E. aerogenes, K. oxytoca та K. pneumoniae.
Важливим етапом при лікуванні інфекцій, викликаних бактеріями родини Enterobacteriaceae, є встановлення чутливості цих мікроорганізмів до найпоширеніших у практиці антибіотиків: цефалоспоринів, аміноглікозидів, тетрациклінів, амфеніколів і антибактеріальних препаратів групи фторхінолонів. Тому для дослідження антибіоти-кочутливості виділених штамів бактерій використано антибіотичні препарати різних фармакологічних груп: цефалоспоринового ряду І покоління (цефазолін, цефалексин), ІІІ покоління (цефотаксим, цефтріаксон, цефтазидим), аміноглікозидового ряду (амікацин, гентаміцин), Р-лактами (ампіцилін) і фторхінолони (норфлоксацин, ци-профлоксацин) (табл. 2-4).
Таблиця 2
Визначення чутливості до антибактеріальних препаратів штамів Escherichia coli
Фармакологічна група Чутливі штами, % Помірно чутливі штами, % Резистентні штами, %
Цефалоспорини цефазолін 25,0 33,3 41,7
цефалексин 40,0 20,0 40,0
цефотаксим 40,0 30,0 30,0
цефтазидим 30,0 20,0 50,0
цефтріаксон 50,0 25,0 25,0
Фторхінолони норфлоксацин 66,7 26,7 6,6
ципрофлоксацин 87,6 6,2 6,2
Аміноглікозиди амікацин 100,0 0,0 0,0
гентаміцин 50,0 7,2 42,8
ß-лактами ампіцилін 25,0 25,0 50,0
Половина штамів E. coli, виділених із клінічного матеріалу, мали значну стійкість до ампіциліну та цефтазидиму (див. табл. 2). Найактивнішими відносно кишкової палички виявилися антибактеріальні препарати фторхінолонової групи - ципрофлок-сацин, норфлоксацин і аміноглікозид амікацин. До цих препаратів чутливі 66,7, 87,5 і 100,0 % штамів відповідно.
Вужчим діапазоном антибіотикостійкості характеризувалися бактерії роду Klebsiella (див. табл. 3). Із десяти перевірених антибіотиків лише до одного (ампіциліну) були стійкими більшість досліджених штамів K. oxytoca (66,7 %). До інших препаратів мікроорганізми цього виду високочутливі: препарати цефалоспоринового ряду -цефазолін і цефтазидим пригнічували ріст штамів K. oxytoca у 66,7 %, а цефотаксим і цефтріаксон - навіть у 100,0 % випадків. Препарати груп фторхінолонів (норфлокса-цин, ципрофлоксацин) та аміноглікозиди (амікацин, гентаміцин) однаково ефективні відносно 66,7 % штамів.
Штами K. pneumoniae проявляли стійкість до ампіциліну та цефазоліну (відповідно у 66,7 та 60,0 % випадків), поряд із цим характеризувалися високою чутливістю до гентаміцину (80,0 % штамів), цефтріаксону (80,0 %) та препаратів фторхінолоново-го ряду: ципрофлоксацину (100,0 %) і норфлоксацину (80,0 %).
Що стосується E. aerogenes, то 66,7 % штамів цього виду були стійкими до ампіциліну (див. табл. 4). Проте 100,0 % штамів E. aerogenes були чутливими до цефа-
лоспоринів (цефотаксиму та цефтріаксону) і фторхінолонів (норфлоксацину та ци-профлоксацину). Відносно високу чутливість E. аerogenes проявляли і до інших це-фалоспоринів (цефазоліну, цефтазидиму). Обидва антибіотики подавляли ріст культур у 66,7 %.
Таблиця 3
Визначення чутливості до антибактеріальних препаратів штамів бактерій роду Klebsiella
Фармакологічна група K. pneumoniae K. oxytoca
чутливі штами, % помірно чутливі штами, % резистентні штами, % чутливі штами, % помірно чутливі штами, % резистентні штами, %
Цефалоспорини цефазолін 40,0 0,0 60,0 66,6 33,3 0,0
цефалексин 33,3 33,3 33,3 33,3 66,7 0,0
цефотаксим 33,3 66,7 0,0 100,0 0,0 0,0
цефтазидим 40,0 40,0 20,0 66,7 0,0 33,3
цефтріаксон 80,0 0,0 20,0 100,0 0,0 0,0
Фторхінолони норфлоксацин 80,0 20,0 0,0 66,7 0,0 33,3
ципрофлоксацин 100,0 0,0 0,0 66,7 0,0 33,3
Аміноглікозиди амікацин 80,0 0,0 20,0 66,7 0,0 33,3
гентаміцин 80,0 0,0 20,0 66,7 0,0 33,3
ß-лактами ампіцилін 0,0 33,3 66,7 33,3 0,0 66,7
Таблиця 4
Визначення чутливості до антибактеріальних препаратів штамів Enterobacter aerogenes
Фармакологічна група Чутливі штами, % Помірно чутливі штами, % Резистентні штами, %
Цефалоспорини цефазолін 25,0 33,3 41,6
цефалексин 40,0 20,0 40,0
цефотаксим 40,0 30,0 30,0
цефтазидим 30,0 20,0 50,0
цефтріаксон 50,0 25,0 25,0
Фторхінолони норфлоксацин 66,6 26,6 6,6
ципрофлоксацин 87,5 6,2 6,2
Аміноглікозиди амікацин 100,0 0,0 0,0
гентаміцин 50,0 7,1 42,8
ß-лактами ампіцилін 25,0 25,0 50,0
Таким чином, універсальними препаратами для терапії гнійно-септичної інфекції у дітей виявилися цефалоспорини ІІІ покоління (цефотаксим і цефоперазон) і фторхі-нолони ІІ покоління (офлоксацин і ципрофлоксацин). Хоча останні і не рекомендують призначати дітям і підліткам, але клінічний досвід і спеціальні дослідження не підтвердили ризик виникнення ускладнень і побічних ефектів при лікуванні дітей даними антибіотиками. Крім того, ці препарати ефективні при виникненні захворювань, викликаних полірезистентними штамами бактерій [5; 6; 8].
Висновки
Виділено 27 штамів бактерій родини Enterobacteriaceae від 24 пацієнтів дитячого хірургічного відділення міської клінічної лікарні № 7 (м. Дніпродзержинськ). Вся досліджена мікрофлора представлена чотирма видами бактерій: Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella oxytoca та K. pneumoniae. Найпоширенішим збудником гнійно-септичної інфекції у дітей - пацієнтів хірургічного відділення міської клінічної лікарні № 7 (м. Дніпродзержинськ) є кишкова паличка. Серед протестованих ан-
тибактеріальних препаратів найефективнішими відносно всіх бактеріальних видів виявилися цефалоспорини III покоління (цефотаксим і цефоперазон) і фторхінолони II покоління (ципрофлоксацин і норфлоксацин), тому їх можна рекомендувати для терапії гнійно-септичної інфекції у дітей.
Бібліографічні посилання
1. Зубков М. Н. Современная таксономия и номенклатура облигатно-анаэробных бактерий, выделенных от человека II Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. -2005. - Т. 7, № 4. - С. 312-319.
2. Методические указания по микробиологической диагностике заболеваний, вызванных энтеробактериями. - М. : МГУ, 19S4. - 1S с.
3. Наказ МОЗ України «Про затвердження методичних вказівок «Визначення чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів» від 05.04.2007 р. № 167. - 43 с.
4. Наказ МОЗ України «Про організацію профілактики внутрішньолікарняних інфекцій в акушерських стаціонарах» від 10.05.2007 р. № 234.
5. Поздеев О. К. Медицинская микробиология I О. К Поздеев, В. И. Покровский. - М. : ГЕОТАР-МЕД, 2001. - 656 с.
6. Clinical experience of serious infections caused by Enterobacteriaceae producing VIM-1 metallo-beta-lactamase in a Greek University Hospital I M. Souli, F. V. Kontopidou, E. Papadomichelakis et al. II Clin. Infect. Dis. - 200S. - Vol. 46, N 6. - P. S47-S54.
7. Effects of inoculum and beta-lactamase activity in AmpC- and extended-spectrum beta-lactamase (SBL)-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae clinical isolates tested by using NCClS ESBL methodology I A. M. Queenan, B. Foleno, C. Gownley et al. II J. Clin. Microbiol. -2004. - Vol. 42. - P. 269-275.
S. Elston D. M. Epidemiology and prevention of skin and soft tissue infections II Cutis. - 2004. -Vol. 73, N 5. - P. 3-7.
9. Ertapenem resistance among Klebsiella and Enterobacter submitted in the UK to a reference laboratory I N. Woodford, J. W. Dallow, R. L. Hill et al. II Int. J. Antimicrob. Agents. - 2007. -Vol. 29, N 4. - P. 456-459.
10. Paterson D. L. Resistance in gram-negative bacteria: Enterobacteriaceae II Am. J. Med. - 2006. -Vol. 119, N 6. - P. 62-70.
Надійшла до редколегії 24.11.2010
