CC BY
38
© Группа авторов, 2002
Частота выделения и лекарственная устойчивость Pseudomonas aeruginosa при хроническом остеомиелите
Л.В. Розова, З.С. Науменко, Н.М. Клюшин
Excretion rate and drug resistance of Pseudomonas aeruginosa
for chronic osteomyelitis
L.V. Rozova, Z.S. Naoumenko, N.M. Kliushin
Государственное учреждение науки Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г. А. Илизарова, г. Курган (генеральный директор — заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАМН, д.м.н., профессор В.И. Шевцов)
Проанализировано 487 проб отделяемого из ран и свищей больных хроническим остеомиелитом. Выделено 670 штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий. На долю грамотрицательных бактерий приходилось 26,9% от всех выделенных штаммов, среди них 53,9% составляли штаммы Pseudomonas aeruginosa. Определена антибиотикочувствительность выделенных штаммов синегнойной палочки к 18 антибактериальным препаратам. Показано, что исследованные штаммы Ps. aeruginosa характеризовались множественной лекарственной устойчивостью. Наибольшая активность в отношении синегнойной палочки отмечена у амикацина, ципрофлоксацина и цефтазидима (84,6%; 79,7%; 65,4% чувствительных штаммов соответственно). Ключевые слова: синегнойная палочка, хронический остеомиелит, антибиотикочувствительность.
487 samples of the discharge from wounds and fistulas were analyzed in patients with chronic osteomyelitis. 670 strains of Gram-positive and Gram-negative bacterii were isolated. Gram-negative bacterii accounted for 26,9% of all the strains isolated; among them Pseudomonas aeruginosa strains accounted for 53,9%. Antibiotic resistance of the isolated strains of Pseudomonas aeruginosa was revealed for 18 antibacterial preparations. It was demonstrated that Ps. aeruginosa strains studied were characterized by multiple drug resistance. It was noted that amikacinum, cyprofloxacinum and ceftazidim had the greatest activity for Ps. Aeruginosa (84,6%; 79,7%; 65,4% of sensitive strains, respectively). Keywords: Pseudomonas aeruginosa, chronic osteomyelitis, antibiotic resistance.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время медицинская микробиология сталкивается с рядом серьезных проблем, связанных с изменением этиологической структуры инфекционных заболеваний, среди которых доминирующее место занимают внутри-больничные инфекции. Данные литературы последних лет свидетельствуют, что стафилококков значительно потеснили грамотрицательные условно-патогенные микроорганизмы, среди которых значительное место занимают нефер-ментирующие бактерии с преобладанием синег-нойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) [6, 10]. Способность расти в широком диапазоне температур (4-42о С) обуславливает возможность синегнойной палочке длительно сохраняться в окружающей среде и противостоять защитному повышению температуры тела. Ограниченная потребность в питательных веществах обеспечивает сохранение жизнеспособности в условиях почти полного отсутствия источников питания, а присущая Ps. aeruginosa природ-
ная резистентность к антибактериальным препаратам характеризует ее как опасного и проблемного возбудителя [1].
Псевдомонас - инфекции обычно возникают у людей с иммунодефицитным состоянием, к числу которых относятся и больные хроническим остеомиелитом. По данным бактериологических исследований, начиная с 70-х гг. синег-нойная палочка - один из основных возбудителей локальных и системных гнойно-воспалительных процессов, особенно в условиях стационаров [5]. В стационаре формируются госпитальные эковары этого вида, обладающие выраженным полиморфизмом, множественной устойчивостью, повышенной вирулентностью и конкурентной способностью. Частота внутри-больничных инфекций, вызываемая Ps. aeruginosa, возрастает пропорционально продолжительности госпитализации [2, 12]. Высокая устойчивость к большинству антибактериальных препаратов (особенно в присутствии ионов
кальция, магния) и антисептиков делает эту инфекцию опасной для распространения.
Целью нашего исследования явилась оценка частоты выделения Ps. aeruginosa у больных
хроническим остеомиелитом и определение резистентности выделенных штаммов к антибиотикам.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование проводилось на базе специализированного отделения гнойной травматологии и ортопедии Российского научного центра "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г.А. Илизарова в 2000-2001 г.г. Проанализировано 487 проб отделяемого из ран и свищей больных хроническим остеомиелитом. Выделено 97 штаммов Ps. aeruginosa, которые послужили объектом исследования. Анализ микрофлоры проводили с использова-
нием общепринятых методов. Выделение и родовую идентификацию бактериальных культур проводили согласно руководствам [3, 9]. Видовая идентификация осуществлялась на бактериологическом анализаторе "ATB Expression" фирмы "Bio Merieux". Спектр чувствительности к антибиотикам определяли методом диффузии в агар с использованием стандартных дисков и среды АГВ.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В период 2000-2001 гг. проанализировано 487 проб отделяемого из ран и свищей, выделено 670 штаммов различных микроорганизмов, из которых 58,2% находились в составе ассоциаций. По видовому составу среди выделенных микроорганизмов превалировала кокковая микрофлора (68,6%). Культуры стафилококков составили 61,9% от общего числа выделенных штаммов. Грамотрицательные микроорганизмы выделялись значительно реже (26,9%), среди них господствующее положение занимали не-ферментирующие бактерии, прежде всего, Ps. aeruginosa - 53,9%, что составляет 14,5% от всех штаммов (рис. 1).
61,9
□ стафилококк
□ синегнойная палочка
□ стрептококк
□ протей
□ прочие грамотрицательные бактерии
□ прочие микроорганизмы
Рис. 1. Микробный пейзаж выделенных бактерий (в процентах).
Анализируя динамику выделения синегной-ной палочки на этапах лечения, можно отметить, что из всех выделенных штаммов 24,6% приходилось на предоперационный период, затем наблюдался незначительный подъем (на 6,2%) в начале послеоперационного периода и активное снижение численности синегнойной палочки в процессе лечения (рис. 2). Полученные данные аналогичны наблюдениям других авторов, согласно которым у больных с хрони-
ческой гнойной инфекцией частота выделения Ps. aeruginosa значительно возрастает (на 15,3%) в послеоперационном периоде. При острой гнойной инфекции этот показатель еще выше - до 23%. По мнению авторов, подобная ситуация является следствием внутригоспиталь-ной инфекции [2].
35 ■ 30 25 20 15 10 -5 0
при поступл ении
3,1
3
2 3
п о с л е о п е р а ц и и
4 5
меся цы
Рис. 2. Выделение синегнойной палочки на этапах
лечения (в процентах).
Для полной характеристики чувствительности/резистентности Ps. aeruginosa к антибактериальным препаратам было протестировано 18 антибиотиков (табл. 1). Как следует из данных, представленных в таблице, штаммы Ps. aeruginosa проявили резистентность к беталактамам: карбенициллину, азлоциллину, пиперациллину (76,9%, 69,2%, 50% соответственно). 100% культур были устойчивы к бензилпенициллину, оксациллину, цефазолину и цефалексину. Среди цефалоспоринов III поколения цефотаксим оказался менее активным по сравнению с цефтази-димом (11,5% и 65,4% чувствительных культур соответственно). Как предполагают исследователи, в основе резистентности бактерий к бета-лактамам могут лежать различные механизмы, связанные как с морфологией, так и с биохимией микроорганизмов [13, 14].
Таблица 1.
Чувствительность к антибиотикам штаммов Pseudomonas aeruginosa, выделенных в 2000 - 2001 гг.
Антибиотик Всего изучено штаммов S I R
абс % абс % абс %
Бета-лактамы Пенициллины бнзилпенициллин 71 71 100
карбенициллин 26 2 7,7 4 15,4 20 76,9
азлоциллин 26 8 30,8 - - 18 69,2
пиперациллин 26 5 19,2 8 30,8 13 50
оксациллин 71 - - - - 71 100
Цефалоспорины первого поколения цефазолин 15 15 100
цефалексин 15 - - - - 15 100
Третьего поколения цефотаксим 52 6 11,5 19 36,5 27 51,9
цефтазидим 26 17 65,4 5 19,2 4 15,4
Аминогликозиды канамицин 76 5 6,6 71 93,4
гентамицин 97 18 18,5 2 2,1 77 79,4
амикацин 26 22 84,6 4 15,4 - -
Тетрациклины тетрациклин 76 2 2,6 1 1,3 73 96,1
Полимиксины полимиксин 97 97 100
Хинолоны ципрофлоксацин 69 55 79,7 2 2,9 12 17,4
Линкозамины линкомицин 97 97 100
Другие препараты хлорамфеникол фузидин 41 97 1 2,4 2 4,9 38 97 92,7 100
S - чувствительные; I - умеренно чувствительные;
R - устойчивые.
Чувствительность синегнойной палочки к аминогликозидам различалась в зависимости от препарата. Все исследуемые культуры были чувствительны (84,6%) или слабочувствительны (15,4%) к амикацину. Гентамицин ингибировал рост в 20,6% случаев. К канамицину проявили резистентность 93,4% изученных штаммов Ps. aeruginosa, лишь 5 культур обладали слабовыра-женной чувствительностью к этому препарату.
Активным антибиотиком против синегнойной палочки являлся ципрофлоксацин, относящийся к хинолонам: к нему были чувствительны 79,7% изученных штаммов.
Природную чувствительность к полимикси-ну, клиническое значение которого ограничено, Ps. aeruginosa подтвердила в 100% случаев.
К тетрациклину, хлорамфениколу, фузидину, линкомицину оказались резистентны 96 - 100% штаммов.
Итак, самым активным среди исследованных антибиотиков оказался амикацин, обладающий высокой клинической эффективностью в отношении синегнойной палочки. Отметим, что не выявлено ни одного штамма, резистетного к этому препарату. Из литературных источников известно, что аминогликозиды обладают мощным и более быстрым, чем беталактамные антибиотики, бактерицидным действием. Они ак-
тивно проникают через клеточную мембрану микробной клетки, вызывая нарушение синтеза белка микробной клетки и ее гибель [7]. Также эффективны в отношении Ps. aeruginosa два других антибиотика - ципрофлоксацин и цефта-зидим.
По результатам бактериологического обследования, можно констатировать резистентность синегнойной палочки к большинству тестированных препаратов. Общеизвестно, что грамот-рицательные бактерии в целом более устойчивы, чем грамположительные, к антибактериальным агентам и вообще ксенобиотикам. Эту "присущую от природы" относительную резистентность грамотрицательных бактерий принято объяснять наличием в их оболочке дополнительного барьера проницаемости - внешней мембраны. Длительное сохранение гнойного очага, бессистемное применение антибактериальных препаратов неизбежно приводит к селекции в остеомиелитическом очаге госпитальной флоры, резистентной к традиционно используемым группам антибиотиков [4, 13].
Недавно сформулирована и другая концепция поддержания гомеостаза клетки, в том числе микробной, за счет систем активного выброса чужеродных веществ - ксенобиотиков [15]. Гипотеза оказалась весьма плодотворной в приложении к антибиотикам, позволив раскрыть новые для врачей, но широко распространенные механизмы резистентности, объяснить причины неудач антибиотикотерапии и наметить подходы к созданию способов борьбы с ними. Полирезистентность Ps. aeruginosa объясняется значительным повышением в цитоплазматической мембране специфических белков, условно именуемых "помпами" (pumps). Трехкомпонентные системы активного выброса грамотрицательных бактерий, пересекающие обе мембраны и пери-плазматическое пространство между ними, позволяют повышать эффективность защитной системы. В условиях клиники отмечено повышение защитной роли системы активного выброса антибиотиков у Ps. aeruginosa, как считают исследователи, за счет мутаций в mex R гене, которые происходят во время курса химиотерапии, в результате чего выброс антибиотика из клетки возрастает [8].
Таким образом, трудность борьбы с инфекциями, вызываемыми синегнойной палочкой, обусловлена тем, что Ps. aeruginosa изначально обладает полирезистентностью к антибиотикам и широко распространена во внешней среде, что способствует перекрестному инфицированию больных. Результаты бактериологического исследования показали, что у больных хроническим остеомиелитом, леченных методом управляемого чрескостного остеосинтеза, среди выделенной грамотрицательной микрофлоры Ps. aeruginosa занимает лидирующее положение.
Вместе с тем значительного увеличения количества выделенных штаммов Ps. aeruginosa на этапах лечения не наблюдается. Применение метода чрескостного остеосинтеза способствует повышению бактерицидной активности тканей, проводимое лечение и работы по профилактике внутрибольничной инфекции не позволяют ин-
фекции активизироваться. Наиболее активен из исследованных антибиотиков амикацин, к действию которого не выявлено ни одного резистентного штамма; высокой эффективностью обладают ципрофлоксацин и цефтазидим (79,7% и 65,4% чувствительных штаммов - соответственно).
ЛИТЕРАТУРА
1. Карабак В.И. Микробиологический мониторинг за возбудителями нозокомиальных инфекций (на примере отделения реанимации и интенсивной терапии) // Антибиотики и химиотерапия. - 2000. - Т. 45, № 3. - С. 20-23.
2. Кузин М.И., Костюченок Б.М. Раны и раневая инфекция. - М.: Медицина, 1990. - С. 156-168.
3. Методические рекомендации по микробиологической диагностике раневых инфекций в лечебно-диагностических учреждениях армии и флота / Сост.: В.М. Добрынин, И.А. Добрынина, В.В. Кацалуха и др. - СПб.: НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера. - 1999. - 62с.
4. Основные принципы лечения больных хроническим остеомиелитом длинных костей / Ю.А. Амирасламов, А.М. Светухин, В.А. Митиш и др. // Вестник хирургии. - 2000. - Т. 159, № 2. - С. 91-96.
5. Покровский В.И., Поздеев О.К. Медицинская микробиология. - М.: Медицина, 1998. - С. 292-310.
6. Микробный пейзаж при хроническом остеомиелите в условиях чрескостного остеосинтеза / Л.В. Розова, А.И. Лапынин, Н.М. Клюшин, В.Е. Дегтярев // Гений ортопедии. - 2002. - № 1. - С. 81-84.
7. Современные аминогликозиды в хирургической практике: возможности и перспективы / Б.С. Брискин, Н.Н. Хачатрян, З.И. Савченко и др. // Проблема инфекции в интенсивной терапии. Использование современных аминогликозидов: Материалы симпозиума. - М., 1998. - С. 19-25.
8. Созыкин Ю.О., Швец А.В., Иванов В.П. Антибиотикорезистентность и системы активного выброса ксенобиотиков у бактерий // Антибиотики и химиотерапия. -1999. - Т. 44, № 9. - С. 3-6.
9. Усовершенствование методов бактериологического исследования при "роящихся" формах протея: Методические рекомендации / МЗ РСФСР; ВКНЦ "ВТО"; Сост.: Л.В. Розова, С.А. Паевский. - Курган, 1991. - 15с.
10. Честнова Т.В. Условно-патогенные микроорганизмы при гнойно-воспалительных процессах // Внутрибольничные инфекции -проблемы эпидемиологии, клиники, диагностики, лечения и профилактики: Тез. докл. - М., 1999. - С. 263-264.
11. Широбоков А.В., Широбокова В.Н., Грибанова Т.А. Микробный пейзаж и чувствительность к антибиотикам микрофлоры, выделенной от больных хирургического стационара за 18 месяцев // Внутрибольничные инфекции - проблемы эпидемиологии, клиники, диагностики, лечения и профилактики: Тез. докл. - М., 1999. - С. 269-270.
12. Carek P.J., Dickerson L.M., Sack J.L. Diagnosis and management of osteomyelitis // Am. Fam. Physician. - 2001. - Vol. 63, N 12. - P. 2413-2420.
13. Hancock R. Resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa and other nonfermentative gram-negative bacteria // Clin. Infect. Dis. -1998. - Vol. 27, Suppl. 1. - P. S93-S99.
14. Mechanisms of beta-lactam resistance amongst Pseudomonas aeruginosa isolated in an Italian survey / G. Bonfiglio, Y. Laksai, L. Fran-chino et al. // J. antimicrobial chemotherapy. - 1998. - Vol. 42, N 6. - P. 697-702.
15. Nikaido H. Multidrug efflux pumps of gram-negative bacteria // J. Bact. - 1996. - Vol. 178, № 20. - P. 5853-5859.
Рукопись поступила 13.12.01.
