CC BY
23
УДК 579.61
А.В. Лавриненко., С.И. Колесниченко, А.А. Турмухамбетова, И.А. Кадырова
Лаборатория коллективного пользования НАО МУК
ПНЕВМОНИИ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С SARS-COV-2.
Описанное в статье исследование - одно из первых исследований, посвященных выявлению коинфекции при COVID-19 в Республике Казахстан во время пандемии. Выделенные микроорганизмы этиологически значимы и являются микроорганизмами группы ESKAPE, в большинстве случаев получены в монокультуре, либо вместе с дрожжевыми грибами. Выделенные патогены показали высокую устойчивость к большинству протестированных антибактериальных агентов.
Ключевые слова: СОУЮ-19, антибиотикорезистентность, ЕЗКАРЕ.
Введение.
Вирусные пневмонии, ассоциированные с новым вирусом SARS-COV-2 стали вызовом для человечества. В Республике Казахстан во время эпидемии было пересмотрено более 10 редакций протоколов диагностики и лечения коронавирусной инфекции [1]. Хотя антибиотики неэффективны для лечения COVID-19, их назначают пациентам с подозрением или подтвержденным COVID- 19 по разным причинам [2]. Клинические данные о наличии коинфекции с SARS-CoV-2 имеют большое значение для адекватного лечения антибактериальными препаратами пациентов с пневмонией. Предыдущие исследования показывают, что уровень смертности может увеличиваться при одновременном наличии острой респираторной вирусной инфекции и бактериальной инфекции [3].
Цель: определить вторичную бактериальную флору у пациентов с ковидоподобной пневмонией в Республике Казахстан. Материалы и методы.
Проспективное, микробиологическое,
многоцентровое исследование, которое было проведено на базе медицинского университета г. Караганда в лаборатории коллективного пользования с участием взрослых пациентов (> 18 лет). Материал (мокрота) был собран в трех городах Казахстана, отличавшихся наихудшей эпидемиологической ситуацией по SARS-CoV-2: Алматы, Караганда, Атырау. Материал был получен от пациентов в течение 48 часов после поступления в стационар, для исключения пациентов с внутрибольничной пневмоний, приобретенной в стационаре.
Сбор, доставка осуществлялась в соответствие с санитарными нормами совместно с Национальным центром общественного здравоохранения, центром санитарно-эпидемиологической экспертизы и мониторинга.
Микробиологическое исследование полученного материала проводилось классическими методами. Все исследованные изоляты были
идентифицированы до вида методом матрично-ассоциированной лазерной десорбции/ионизации -времяпролетной масс-спектрометрии (MALDI-TOF 1^) с использованием системы М^гоАех LT и
программного обеспечения MALDI Biotyper Compass 4.1.80 (Bruker Daltonics, Германия). Рекомендуемые значения Score > 2,2 были использованы в качестве критерия надежной видовой идентификации. До проведения анализа изоляты хранили при температуре -70°С в триптиказо-соевом бульоне с добавлением 30% глицерина.
Определение чувствительности к антимикробным препаратам выполнялось диско-диффузионным методом на агаре Мюллера - Хинтон или Мюллера -Хинтон с добавлением 5% бараньей крови в зависимости от возбудителя в соответствии с рекомендациями Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI M100-24). Результаты исследований вносились в базу данных Whonet 6.3 и интерпретировались в соответствии с критериями CLSI (2018) [4]. Для контроля качества определения чувствительности использовали штаммы E. coli ATCC®25922, E. coli ATCC®35218, S. aureus ATCC®29213, E. faecalis ATCC®29212 и Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853
Статистическая обработка измерений проводилась с помощью пакета программ SPSS 26 (SPSS Inc, Chicago, IL) и MedCalc 19 и включала описательные методы статистики и х2 Фишера. Участники исследования
В исследовании приняли участие пациенты с COVID-19-положительной и отрицательной пневмонией из Алматы, Караганды и Атырау, сопоставимые по полу, возрасту и объему поражения легких. Критериями включения пациентов в исследование были: двусторонняя внебольничная пневмония с лабораторно подтвержденным SARS-CoV-2 для первой группы и двусторонняя внебольничная пневмония с клиническими доказательствами SARS-CoV-2 и отрицательный результат ПЦР-теста для второй группы. От каждого участника исследования были собраны клинические данные: пол, возраст, дата постановки диагноза двусторонней пневмонии, госпитализация и ПЦР-тест на SARS-CoV-2, процент поражения легких по данным компьютерной томографии, лекарственная терапия антибиотиками, оценка степени тяжести течения болезни (средней, тяжелой).
Таблица 1. Демографическая и клиническая характеристика обследованных больных в городах Алматы, Атырау и
Караганды.
Всего г. Алматы г. Атарыу г. Караганды
n (%) n (%) n (%) n (%)
Всего 133 39 42 52
Пол, p>0.1
Мужчины 74 (55,6%) 18 (46,2%) 26 (61,9%) 30 (57,7%)
Женщины 59 (44,4%) 21 (53,8%) 16 (38,1%) 22 (42,3%)
Возраст, mean [SD], p=0.03 60,9 [12,7] 64,4 [11,8] 57,0 [11,9] 61,5 [13,4]
Объем поражения легких в процентах, mean [SD], p=0,02 49,1 [22,2] 50,9 [19,9] 41,7 [24,4] 54,0 [20,3]
Результаты ПЦР мокроты, p=0,003
ПЦР (+) 53 (39,8%) 7 (17,9%) 19 (45,2%) 27 (51,9%)
ПЦР (-) 80 (60,2%) 32 (82,1%) 23 (54,8%) 25 (58,1%)
Результаты исследования
При микробиологическом исследовании
клинического материала в 31,45% был получен рост нормальной микрофлоры. В 55% из мокроты пациентов была получена монокультура в значимом титре (рисунок 1).
Лидирующее место в общей этиологической структуре принадлежало K.pneumoniae - 22,64%, на долю E. coli пришлось 11,95% выделенных штаммов, в 11,32% случаев был выделен A. baumannii. В единичных случаях были выделены не менее важные микроорганизмы - S.aureus, P. aeruginosa, S. maltophilia, S. pneumoniae. Обращает на себя внимание, что выделенные микроорганизмы относятся в группе
ESKAPE патогенов. Именно эти микроорганизмы, Enterococcus spp., Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp., представляют глобальную угрозу для человечества [5]. Лидерство внутри группы ESKAPE определяется многими факторами - социальным портретом населения, профилем стационара, спецификой национальных стандартов лечения, эффективностью работы эпидемиологических служб и практикой использования антибиотиков в национальном масштабе.
Рисунок 1 - Микроорганизмы, выделенные из мокрот пациентов с пневмонией
Результаты нашего исследования демонстрируют распространение той или иной микрофлоры в зависимости от тяжести пневмонии. При более тяжелом течении пневмонии от пациентов в этих городах были получены нозокомиальные микроорганизмы Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloaceae. Степень тяжести патологического процесса варьировала в городах. В г. Караганда регистрировались пациенты со второй, третьей и четвертой степенью тяжести процесса, в г. Атырау только с третьей и четвертой, в г. Алматы от первой до пятой. Возможно, это связано с различной
загруженностью отделений, возможностью госпитализации пациентов с Covid -19 на момент проведения исследования - период наивысшего пика заболеваемости.
Анализ распространения микроорганизмов по городам показан на рисунке 2. Статистически значимых различий в распространенности бактериальных возбудителей в образцах больных пневмониями из разных городов Казахстана выявлено не было. Однако классический возбудитель пневмоний S.pneumoniae был выделен только в образцах, полученных из г. Караганда.
Рисунок 2 - Процентное соотношение выделенных микроорганизмов в городах участниках исследования
В нашем исследовании, часть пациентов на момент сдачи микробиологического исследования мокроты принимала антибактериальные препараты. Была получена взаимосвязь (р=0,003) между такими параметрами как применение антибактериальных препаратов и выделенной микрофлорой. Так, у пациентов, которые не принимали
антибактериальных препаратов был получен нормальный рост микрофлоры ротовой полости, а также K.pneumoniae и S.aureus. У пациентов, которые принимали азитромицин и кларитромицин были получены - K.pneumoniae, P.aeruginosa, у нескольких пациентов получен рост нормальной микрофлоры. У пациентов, которые принимали препараты группы фторхинолоны (левофлоксацин, ципрофлоксацин) -K.pneumoniae. S.aureus был получен от пациентов, которые принимали препараты группы карбапенемы - меропенем. P.aeruginosa и K.pneumoniae регистрировались от пациентов, которые принимали амоксиклав. У всех пациентов, принимавших
антибактериальные препараты зафиксирован рост грибов рода Candida.
Нозокомиальные штаммы Stenotrophomonas maltophilia, которые были получены из образцов г. Караганда, Атырау, характеризовались
устойчивостью ко многим антибактериальным препаратам (в-лактамные антибиотики,
хлорамфеникол, тетрациклины.). Stenotrophomonas maltophilia не отличалась от классической картины устойчивости больничного штамма -чувствительность лишь была сохранена к аминогликозидам и фторхинолонам. Остальные антимикробные препараты были неактивны в отношении резистентного микроорганизма. Штаммы классического возбудителя пневмоний S.pneumoniae характеризовались высоким уровнем устойчивости к фторхинолонам. Один штамм был устойчив к 14,15 членным макролидам, линкозамидам.
Рисунок 3 - Процент устойчивых Klebsiella pneumoniae
При оценке чувствительности к антимикробным препаратам K.pneumoniae наибольшее количество ESBL-продуцирующих штаммов было получено в г. Караганда (94,7%), штаммы, устойчивые к препаратам группы карбапенемов (имипенем, мероменем) были выделены в г. Атырау. 50% штаммов K.pneumoniae, выделенных в Алматы были устойчивы к фторхинолонам. Устойчивых штаммов к хлорамфениколу и полимиксину В (колистистин)
получено не было. Чувствительность к другим группам антимикробных препаратов представлена на рисунке 3.
Штаммы P.aeruginosa, которые были получены из образцов г. Алматы и Караганды в целом характеризовались высокой чувствительностью к антимикробным препаратам, за исключением цефалоспоринов 2 и 3 поколения.
Tetracycline Polymixin B Norfloxacin Ciprofloxacin Tobramycin Netilmicin Isepamicin Amikacin Imipenem Cefotaxime Cefuroxime Piperacillin ESBL
20 40 60
Atyrau ■ Almaty ■ Karaganda
80
100
Рисунок 4 - Процент устойчивых Escherichia coli
0
Обращает на себя внимание картина чувствительности к антимикробным препаратам E.coli (рисунок 4). Штаммы, полученные в г. Караганда отличались наиболее высоким уровнем устойчивости к антибиотикам - это штаммы, которые продуцировали бета-лактамазы расширенного
Результаты тестирования на чувствительность к антимикробным препаратам продемонстрировали высокий уровень устойчивости изолятов A. baumannii ко всем протестированным антибиотикам, за исключением колистина в г. Караганда (рисунок 5). Выделенные Acinetobacter baumannii в г. Алматы характеризовались устойчивость к бета-лактамным антибиотикам, фторхинолонам, некоторым аминогликозидам. В 20% случаев чувствительность штаммов была сохранена к гентамицину, в 25% к амикацину. Штаммы A. baumannii были высокочувствительны к полимиксину/колистину. Картина чувствительности к антимикробным препаратам штаммов Acinetobacter baumannii, полученных из образцов в г. Атырау, отличались картиной от идентичных штаммов, выделенных в других городах-участниках исследования. Штаммы обладали средним уровнем устойчивости к антимикробным препаратам - от 22,2% до 55,6% штаммов были устойчивы к аминогликозидам, 55,6% устойчивых микроорганизмов к карбапенемам и фторхинолонам. Высокую активность A. baumannii
спектра действия, а также были 100% устойчивы к препаратам группы фторхинолонов. 50% штаммов E.coli, выделенных из г. Атырау также относились к группе БЛРС. Штаммы Е.соН, продуцирующие металло-бета-лактамазы, в исследуемых городах не были обнаружены.
была сохранена в отношении
полимиксина/колистина. Устойчивые изоляты A. baumannii нередки среди госпитализированных пациентов и внутрибольничных инфекций и продолжают оставаться одной из серьезных проблем в системе здравоохранения [6].
В настоящем исследовании 50% штаммов S. аигеш из г. Караганда были идентифицированы как MRSA (рисунок 6), а также были устойчивы к тетрациклину, азитромицину, гентамицину, ципрофлоксацину. Устойчивости к ванкомицину, рифампицину, фузидиевой кислоте, линезолиду не наблюдалось. 16,7% штаммов, полученных из образцов г. Атырау были устойчивы к тетрациклину и чувствительными ко всем остальным тестируемым антибиотикам. S. aureus играет важную роль при осложнении любой инфекции, особенно в условиях стационара. Многие исследования показывают, что инфекции нижних дыхательных путей, вызванные MRSA, могут быть связаны со значительным уровнем смертности у пациентов, поступающих в отделения интенсивной терапии [7-9].
Polymixin в I
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
■ Atyrau ■ Almaty ■ Karaganda
Рисунок 5 - Процент устойчивых Acinetobacter baumannii
Fusidic acid I
Vancomycin I Linezolid I
[.¡neomycin I Clindamycin Norfloxacin Levofloxacin
Rifampin I Tobramycin I
Netilmicin I
Amikacin I
О 5 10 15 20 25 50 55 40 45 50
■ Atyrau ■ Karaganda
Рисунок 6 - Процент устойчивых Staphylococcus aureus
Различий в частоте встречаемости микроорганизмов, выявленных между группами пациентов с положительным и отрицательным COVID-19, не обнаружено. В период роста заболеваемости наблюдалось широкое распространение
эмпирического назначения и использования антибиотиков широкого спектра действия для всех пациентов с подозрением на респираторные инфекции, вследствие чего возможно и была получена вышеописанная микрофлора [10]. Выводы
Наше исследование - одно из первых исследований, посвященных выявлению коинфекции при COVID-19 в Республике Казахстан во время пандемии. Выделенные микроорганизмы этиологически значимы и являются микроорганизмами группы ESKAPE, в большинстве случаев получены в монокультуре, либо вместе с дрожжевыми грибами. Лидирующее место в общей этиологической структуре принадлежало K.pneumoniae - 22,64%, на долю E. œli пришлось 11,95% выделенных штаммов, в 11,32% случаев был выделен A. baumannii. В единичных случаях были выделены не менее важные микроорганизмы - S.aureus, P. aeruginosa, S. maltophilia,
S. pneumoniae. Выделенные патогены показали высокую устойчивость к большинству протестированных антибактериальных агентов. Это может задержать процесс лечения и выздоровления с COVID-19, а также повысить уровень смертности [11, 12]. В проведенных ранее исследованиях указывается, что смертность у пациентов с COVID-19 увеличивается и может быть связана с сопутствующими бактериальными инфекциями [13,14]. Таким образом, рекомендуются дальнейшие исследования для подтверждения этого вывода.
Важно ограничить риск заражения и распространения устойчивых микроорганизмов путем точного контроля за внутрибольничными инфекциями и привлечения внимания к вторичным инфекциям, вызванным устойчивыми бактериями, которые могут повысить уровень смертности пациентов с COVID-19 [15].
Результаты исследования вызывают опасения по поводу чрезмерного использования
противомикробных препаратов в амбулаторных условиях и возможности обострения проблемы устойчивости к антимикробным препаратам.
1 Guideline for diagnosis and treatment "Coronovirus infection COVID-19 in adults". Protocol No. 124 of Republic of Kazakhstan dated December 03, 2020.
2 Langford B.J., So M., Raybardhan S. et al. Bacterial co-infection and secondary infection in patients with COVID-19: a living rapid review and meta-analysis // Clin. Microbiol Infect. - 2020. - Vol. 26(12). - P. 1622-1629.
3 Brundage J.F., Shanks G.D. Deaths from bacterial pneumonia during 1918-19 influenza pandemic // Emerg Infect Dis. - 2008. - Vol. 14(8). - P.1193-91202.
4 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Performance Standards for Antimicrobial Disk Susceptibility Tests. 13th ed. CLSI standard M02. ISBN 156238-835-5. Clinical and Laboratory Standards Institute, 950 West Valley Road, Suite 2500, Wayne, Pennsylvania 19087 USA, 2018.
5 Rice L.B. Federal funding for the study of antimicrobial resistance in nosocomial pathogens: no ESKAPE // J Infect Dis. - 2008. - Vol. 15.197(8) - P.1079-1081.
6 Van T.D., Dinh Q.D., Vu P.D., et al. Antibiotic susceptibility and molecular epidemiology of Acinetobacter calcoaceticus-baumannii complex strains isolated from a referral hospital in northern Vietnam // J Glob Antimicrob Resist. - 2014. - Vol. 2(4). - P. 318-321.
7 Thompson D. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in a general intensive care unit // J R Soc Med. -2004. - Vol. 97(11). - P.521-526.
8 Rello J., Torres A., Ricart M et al. Ventilator-associated pneumonia by Staphylococcus aureus. Comparison of methicillin-resistant and methicillin-sensitive episodes // Am J Respir Crit Care Med. - 1994. - Vol. 150(6 Pt 1). -P.1545-1549.
9 Bhat N., Wright J., Broder K. et al. Influenza-associated deaths among children in the United States, 2003-2004 // N Engl J Med. - 2005. - Vol. 353(24). P.2559-2567.
10 Rawson T.M., Moore L.S., Zhu N. et al. Bacterial and Fungal Coinfection in Individuals With Coronavirus: A Rapid Review To Support COVID-19 Antimicrobial Prescribing // Clin Infect Dis. - 2020. - Vol. 71(9). P. 24592468.
11 Zhou F., Yu T., Du R. et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study // Lancet. - 2020. -Vol. 395(10229). - P.1054-62.
12 Lim Y.K., Kweon O.J., Kim H.R. et al. Impact of bacterial and viral coinfection in community-acquired pneumonia in
adults // Diagn Microbiol Infect Dis. - 2019. - Vol.94(1). -P. 50-54.
13 Chen N., Zhou M., Dong X. et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: A descriptive study // Lancet. - 2020. - Vol.395. - P. 507-513.
14 Guo L., Wei D., Zhang X. et al. Clinical Features Predicting Mortality Risk in Patients With Viral Pneumonia: The MuLBSTA Score // Front Microbiol. -2019. - Vol. (10). - P. 2752.
15 Martins-Filho P.R., Tavares C.S., Santos V.S. Factors associated with mortality in patients with COVID-19. A quantitative evidence synthesis of clinical and laboratory data // Eur J Intern Med. - 2020. - Vol.76. P. 97-99.
A.B. Лавриненко., С. И. Колесниченко, А. А. Турмухамбетова, И. А. Кддырова
YAK КЕАК, ужытдыц пайдалану зертханасы
SARS-COV-2-МЕН БАЙЛАНЫСТЫ ПНЕВМОНИЯ
Мацалада сипатталган зерттеу-пандемия кезтде Цазацстан Республикасында COVID-19 кезтде коинфекцияны аныцтауга арналган алгашцы зерттеулердц бiрi. Оцшауланган микроорганизмдер этиологиялыц тургыдан мацызды жэне ESCAPE тобыныц микрооргaнизмдерi болып табылады, квп жагдайда монокультурада немесе ашытцы
сацырауцулацтарышен бiрге алынады Оцшауланган цоздыргыштар сыналган Бактерияга царсы агенттердщ квпшшгте жогары царсышыцты кврсетт!
T^i^i свздер: COVID-19, антибиотиктерге твзЫдшк, ESCAPE.
A.V.Lavrinenko, S.I.Kolesnichenko, A.A.Turmukhambetova, I.A.Kadyrova
The Shared Laboratory
BACTERIAL CO-INFECTIONS WITH SARS-COV-2.
Resume: The study described in the article is one of the first studies dedicated to identify COVID-19 patients' bacterial coinfection in the Republic of Kazakhstan during a pandemic period. The isolated microorganisms are etiologically significant and belong to the ESKAPEgroup, in
most cases obtained in monoculture, or in association with Candida fungi. Dedicated pathogens showed high resistance to most antimicrobial agents. Keywords: COVID-19, antibiotic resistance, ESCAPE.
