CC BY
272УДК 616-002.828
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ГРИБОВ-ПАТОГЕНОВ К АНТИМИКОТИКАМ (ОБЗОР)
Иванова Л.В. (мл.н.с.)*, Баранцевич Е.П. (завлаб.)/ Шляхто Е.В. (директор центра)
ФГУ «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова», Санкт-Петербург, Россия
© Коллектив авторов, 2011
В статье приведен обзор литературы по проблеме рези-стентности грибов к антимикотикам, рассмотрены основные группы препаратов, используемых в терапии микозов, и механизмы формирования устойчивости грибов.
Ключевые слова: антимикотики, механизмы резистентности
RESISTANCE OF F UN GI-PATH O G EN S TO ANTIFUNGAL PREPARATIONS (REVIEW)
Ivanova L.V. (junior scientific researcher), Barantsevich E.P. (head of the laboratory), Shlyakchto E.V. (director of the center)
FGI «V.A. Almazov's Federal Center of Heart, Blood and Endocrinology», Saint Petersburg, Russia
© Collective of authors, 2011
The article presents the literature review on the problem of resistance of fungi to antifungal preparations. The main groups of antimicotics, used in the treatment of mycoses, and mechanisms of fungal resistance have been considered.
Key words: antifungals, mechanisms of resistance
* Контактное лицо: Иванова Лариса Викторовна Тел.: 8-903-09-21-780
В последнее время возрастает частота грибковых нозокомиальных инфекций, и проблема резистентности грибов к противогрибковым препаратам становится все более актуальной [1-3]. Важную роль в этом играет необоснованное использование анти-микотиков, что приводит к селекции резистентных штаммов микроорганизмов. Инфекции, вызванные резистентными штаммами, отличаются длительным течением, увеличивают продолжительность пребывания в стационаре, ухудшают прогноз для пациентов. При неэффективности препаратов выбора приходится использовать средства второго или третьего рядов, которые более дороги, менее безопасны и не всегда доступны. Это увеличивает прямые и непрямые экономические затраты, повышает риск распространения резистентных штаммов в обществе [1,4-6].
Для определения тенденций развития резистентности возбудителей инфекций на региональном, национальном и международном уровнях, для более глубокого исследования механизмов её формирования проводят многоцентровые эпидемиологические исследования. В течение последних лет российские клиники принимали участие как в международных исследованиях резистентности возбудителей нозокомиальных инфекций (например, NPRS), так и в национальных многоцентровых исследованиях, проводимых под эгидой научно-методического центра Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию по мониторингу антибиоти-корезистентности (НЦФМАР) и Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ), объектом которых были штаммы возбудителей нозокомиальных инфекций, выделенные в ОРИТ России [3, 6, 7]. В многоцентровом проспективном исследовании ARTEMIS Disk, в частности, оценивали активность флуконазола и вориконазола в отношении более чем 200 000 изолятов дрожжей, выделенных в ОРИТ хирургического и Терапевтического профилей [8 J,
В большинстве случаев основными возбудителями нозокомиальных грибковых инфекций являются Candida spp. и Aspergillus spp. [2]. Доля грибковых нозокомиальных инфекций (с учетом всех локализаций) за 10 лет наблюдения во всех стационарах выросла с 6% до 10,4%. Частота нозокомиальных инфекций кровотока грибковой этиологии увеличилась за этот же период с 5,4% до 9,9%. При эФом в 72% случаев выделенными возбудителями были Candida spp. [2]. Отмечают, что Candida spp. занимают четвертое место после Staphylococcus aureus, S. epidermidis и Enterococcus spp. среди наиболее часто выделяемых из крови возбудителей [10].
У пациентов с фунгемией, по данным некоторых авторов, выявляют более высокий показатель больничной летальности (38%) по сравнению с пациентами, имеющими инфекции кровотока, не связанными с грибами (17%). Смертность при кандидемии может составлять 35-55%, при инвазивном аспергиллезе -50-70% [5,10].
Повышение роли грибов в этиологии госпитальных инфекций привело к внедрению в клиническую практику значительного числа новых препаратов и к их широкому применению. Это, в свою очередь, неизбежно сопровождается формированием резистентности грибов к антимикотикам [8,11,12].
Резистентность грибов может быть природной и приобретенной. Природная (первичная) резистентность характеризуется отсутствием у данного вида гриба мишени действия антимикотика и встречается крайне редко. На практике под природной резистентностью понимают сохранение грибом данного вида жизнеспособности в присутствии антимикотика в концентрациях, реально достижимых в организме человека [11].
Под приобретенной (вторичной) резистентностью понимают свойство отдельных штаммов данного вида грибов сохранять жизнеспособность при тех концентрациях антимикотика, которые подавляют основную часть популяции возбудителя. Формирование приобретенной резистентности во всех случаях обусловлено приобретением новой генетической информации или изменением уровня экспрессии собственных генов [13]. Важными параметрами, свидетельствующими о развитии вторичной резистентности, служат повышение значения МИК (минимальной ингибирующей концентрации) лекарственного препарата, а также изменение структуры мишеней действия антимикотика в результате спонтанных мутаций в генах, кодирующих мишени действия препарата, что приводит к снижению (или утрате) способности мишени связываться с антими-котиками [11,13-15].
Приводим некоторые известные механизмы формирования устойчивости грибов по группам противогрибковых препаратов, наиболее широко используемых в клинической практике.
1. Азолы (флуконазол, итраконазол, вориконазол, позаконазол).
Флуконазол наиболее активен в отношении большинства возбудителей кандидоза и неэффективен при аспергиллезе и при микозах, вызванных другими плесневыми микромицетами. Наибольшее клиническое значение имеет вторичная резистентность штаммов Candida spp. к флуконазолу, которая, по данным GASG (Global Antifungal Surveillance Group), составила 0,8% [7]. По результатам многоцентрового исследования ARTEMIS Disk в России, снижение чувствительности к флуконазолу выявили у 23,8% Candida spp., выделенных от больных в ОРИТ [8|. Резистентность к флуконазолу у пациентов в ОРИТ сопровождается снижением частоты выявления C. albicans и C. parapsilosis и повышением удельного веса C. glabrata и C. krusei, нечувствительных к этому препарату [16]. Итраконазол активен против основных возбудителей кандидоза (C. albicans, С. parapsilosis, C. tropicalis), Cryptococcus neoformans, Aspergillus spp., Fusarium spp., а также возбудителей некоторых особо опасных микозов.
В спектр действия вориконазола входят дрожже-
вые грибы: Candida spp. (C. glabrata демонстрирует перекрестную резистентность к вориконазолу и флуконазолу), Cryptococcus neoformans, Trichosporon asahii, Saccharomyces cerevisiae и др. Вориконазол высокоактивен против Aspergillus spp., включая резистентные к амфотерицину В A. terreus и A. nidulans. На некоторые виды этих возбудителей {A. fumigatus и A. flavus) вориконазол действует фунгицидно. При этом препарат активен против штаммов A. fumigatus, резистентных к итраконазолу. В отличие от амфо-терицина В и играконазола, вориконазол обладает фунгицидной активностью против Scedosporium spp. и Fusarium spp. Большинство возбудителей зигоми-козов не чувствительны к препарату [8,17].
Важной особенностью позаконазола является его, отличная от большинства других антимикоти-ков, активность против возбудителей зигомикозов -Rhizopus, Мисог и Absidia spp. В исследованиях in vivo позаконазол был эффективным при инфекциях, вызванных дрожжевыми, плесневыми и диморфными грибами {Candida spp., Aspergillus spp., Histoplasma capsulatum и др.) [18].
Механизм действия азолов заключается в ингибировании биосинтеза эргостерола - вещества, важного компонента цитоплазматической мембраны грибов, что приводит к нарушению роста и гибели клеток гриба. Основной мишенью действия азолов являются ферменты (14а-деметилазы), осуществляющие деметилирование предшественников эргостерола [11].
Вторичная резистентность грибов к азолам часто связана с активным эффлюксом препарата. Известно несколько транспортных систем, осуществляющих активное выведение азолов. Активация систем выведения, часто ассоциирующаяся с изменениями в структуре мембраны, связана с мутациями генов Cg CDR1, Cd CDR1, Cd MDR1 у Candida spp. и генов MDR1, MDR4, MDR3 - у Aspergillus spp. [15,19,20].
Резистентность грибов может быть результатом и точечных мутаций, приводящих к нуклеотидным заменам в гене, кодирующим мишени действия антимикотика. При этом связывание ферментов с азола-ми резко снижается, а связывание с естественными субстратами не страдает [15, 19]. Повышение уровня экспрессии гена CYP 51А приводит к резистентности C. albicans к флуконазолу. Описан механизм резистентности A. fumigatus к азолам при точечной мутации гена CYP 51А в положении t364a, что приводит к замещению гистидина на лейцин в положении 98(L98H) с одновременным присутствием двух копий в положении 34-Ьр [20,21].
Еще одна причина резистентности заключается в изменении структуры фермента, с которым связывается антимикотик, в результате чего связывания фермента с лекарственным препаратом не происходит. Подобным эффектом сопровождается мутация гена ERG3, что приводит к формированию нового пути биосинтеза эргостерола [15].
2. Полиены (нистатин, амфотерицин В) обладают самым широким среди противогрибковых препа-
ратов спектром активности in vitro. К амфотерицину
B, единственному препарату для системного применения, чувствительны Candida spp., Aspergillus spp.,
C. neoformans и некоторые другие грибы. Чувствительность возбудителей зигомикоза (Mucor spp., Rhizopus spp.) снижена, устойчивы C. lusitaniae, A. terreus, A. nidulans, Scedosporium spp., Fusarium spp. и др.
Механизм противогрибковой активности полие-нов заключается в физико-химическом взаимодействии этих препаратов со стеролами цитоплазматической мембраны грибов. В мембране образуются поры, через которые происходит потеря цитоплазматического содержимого, приводящая к гибели гриба. Поскольку мишенью действия полиенов являются структурные элементы клетки грибов, а не ферменты, То формирование устойчивости может быть результатом сложных генетических процессов, приводящих к изменению биосинтеза компонентов мембраны. Вероятность таких событий относительно невелика, с чем и связана низкая частота устойчивости к полиенам. Биохимические и генетические основы формирования устойчивости к полиенам изучены недостаточно. Имеющимися данными поддерживают гипотезу о снижении содержания эргостерола в цитоплазматической мембране и о повышении содержания его аналогов в устойчивых штаммах. Эти процессы связывают с мутацией в гене ERG3, ответственного за биосинтез эргостерола [14,19,22].
3. Эхинокандины (каспофунгин, микафунгин, ани-дулафунгин) являются новым классом антимикоти-ков. Их механизм действия связан с блокадой синтеза 1,3-р-1)-глюкана - важного структурного и функционального компонента клеточной стенки грибов, что приводит к нарушению роста и гибели клетки. В связи с тем, что 1,3-р-])-глюкап отсутствует в организме человека, эхинокандины обладают очень хорошей переносимостью с минимальным количеством нежелательных явлений. Спектр активности эхино-кандинов включает Aspergillus spp. (в том числе резистентные к амфотерицину В), Candida spp. (включая резистентные к флуконазолу и итраконазолу). В отличие от других антимикотиков, эхинокандины активны в отношении Acremonium spp., Curvularia spp. и Bipolaris spp., не активны против зигомицетов, Cryptococcus spp. и Fusarium spp. Перекрестная резистентность с азолами и полиенами у эхинокандинов отсутствует [23, 24].
Мишенью действия этих препаратов является р-1,3-0-глюкансинтетаза - основной фермент, участвующий в синтезе биополимеров клеточной стенки грибов. Формированию вторичной резистентности патогенных штаммов грибов может способствовать аминокислотный полиморфизм фермента. Резистентность обусловлена, в данном случае, так называемым «FKSl-механизмом» - возникновением мутаций в FKS1 домене (3-1,3-Д- глюкансинтетазы [14,25].
В связи с появлением в клинической практике случаев неэффективности противогрибковой терапии возникла реальная практическая потребность
в определении чувствительности грибов к соответствующим препаратам. С этой целью применяют несколько методов исследования: диско-диффузион-ный метод, метод серийных разведений, Е-тест.
Наиболее часто в мировой практике используют стандарты CLSI (Clinical and Laboratory Standard Institute - институт клинических и лабораторных стандартов): референтный метод М27-А для оценки отдельных лекарственных средств против дрожжей и М38-Р - для плесневых грибов [13]. Одобренный Национальным Комитетом по Клиническим Лабораторным Стандартам в США (NCCLS) «Референтный метод определения чувствительности дрожжей к ан-тифунгальным средствам при разведении в бульоне» был опубликован EUCAST-FUNGI в 1999 году и широко используется в разных странах для получения сравнимых результатов определения чувствительности дрожжей, ферментирующих глюкозу, к анти-фунгальным препаратам. Метод хорошо изучен, достаточно точен, но большая затратность по времени и трудоемкость делают его непрактичным для большинства лабораторий.
В настоящее время официальными рекомендациями для определения чувствительности диско-диф-фузионным методом являются рекомендации CLSI (NCCLS) М44-А. Данные рекомендации касаются только флуконазола и вориконазола. К сожалению, и этот метод не универсален и разработан только для оценки чувствительности Candida spp. к азолам.
Метод определения чувствительности к антимикотикам отдельных видов микромицетов с помощью Е-теста достаточно точен, легко выполним, но является сравнительно дорогим коммерческим тестом [26].
Фактором, существенно затрудняющим изучение устойчивости грибов к антимикотикам, является недостаточная стандартизация методов оценки их чувствительности к противогрибковым препаратам и трудности в обосновании критериев чувствительности. К сожалению, возможности для решения этой задачи весьма ограничены. Данные о состоянии резистентности к антимикотикам в России носят разрозненный характер, зачастую они получены с нарушением методологии определения чувствительности, что ставит под сомнение их достоверность. Следует отметить, что использование нестандартизированных («домашних» или коммерческих) методов оценки чувствительности грибов может привести к получению заведомо ложных результатов и к серьёзным ошибкам при выборе препаратов для лечения. В связи с этим значительное число данных о чувствительности различных грибов к антимикотикам не может быть оценено и проанализировано. С осторожностью также следует относиться к публикациям в отечественных и зарубежных источниках, в которых отсутствует информация о методах определения чувствительности и критериях интерпретации. Кроме того, не существует четких прогностических правил в отношении эффективности противогрибковой терапии, даже при выделении устойчивых штаммов к препарату, так как
резистентность штаммов in vitro не всегда является ные на использование существующих в клинической
однозначным прогнозом неэффективности проводи- практике антимикотиков по строгим индивидуаль-
мой терапии. До 60% штаммов, устойчивых in vitro, ным показаниям, проведение целенаправленного
клинически отвечают на терапию соответствующим эпидемиологического надзора с учетом территори-
антимикотиком [3,13, 27]. ального мониторинга видового спектра возбуди-
Таким образом, в настоящее время проблема ре- телей и их чувствительности к противогрибковым
зистентности грибов к антимикотикам очевидна и препаратам, разработка стандартизированных мето-
требуются разработки стратегии по ее сдерживанию. дик и критериев оценки чувствительности грибов к
Ключевыми должны стать мероприятия, направлен- антимикотикам.
ЛИТЕРАТУРА
1. WHO Global Strategy for Containment of Antimicrobial Resistance. World Health Organization 2001. Available from: http:.//www.who.int/emc/amrpdfs/WHO_Global_Strategy_English.pdf.9
2. Cardo D., Horan Т., Andrus М., et al. National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) System Report, data summary from January 1992 through June 2004, issued October 2004. A report from the NNIS System // J. Infect. Control. - 2004.
- Vol.32. - P. 470-85. '
3. Решедько Г.К., Козлов P.C. Состояние резистентности к антиинфекционным препаратам в России. Практическое руководство по антиинфекционой химиотерапии / Под ред. Страчунско.го А.С., Белоусова Ю.Б., Козлова С.Н. - М.: РЦ «Фармединфо», 2007.
4. Hayes-Lattin В., Maziarz К.Т. Update in the epidemiology, prophelaxi and treatment of fungal infections in patients with hematology disorders // Leuk. Lymphoma. - 2004. - Vol.45. - P. 669-80.
5. Geffers C., Zusclmeid I., Sohr D., et al. Microbiological isolates associated with nosocomial infections in intensive care units: data of 274 intensive care units participating in the German Nosocomial Infections Surveillance System (KISS) // Anasthesiol. Intensivmed. Notfallmed. Schmerzther. - 2004. - Vol. 39, №1. - P.15-9; 762-70.
6. Козлов P.C., Стецюк О.У., Андреева И.В. Современные тенденции антибиотикорезистентности возбудителей нозокомиальных инфекций в ОРИТ России: что нас ждет? Р Интенсивная терапия. - 2007. - Т.З* №4.
7. Розанова С.М. и соавт. Этиология госпитальных инфекций в ОРИТ Екатеринбурга - тенденции 2007 года //Интенсивная терапия. - 2008. - Т.З, №2.
8. Веселов А. В. с соавт. Эпидемиология возбудителей кандидозов и их чувствительность к азолам: результаты исследования ARTEMIS Disk в России //Клин, микробиол. и антимикроб, химиотерапия. - 2005;. - №1.
9. Plowman Ж., Graves N., Griffin M.A.S., et al. The rate and cost of hospital-acquired infections occurring in patients
admitted to selected specialties of a district general hospital in England and the national burden imposed II]. Hospital Infect. - 2001. - Vol. 47. - P. 198-209. " ' ' "
10. Lundstrom Т., Sovel J. Nosocomial candiduria: a review //Clin. Infec. Dis. - 2001. - Vol. 32. - P.1602-7.
11. Елинов Н.П. Резистентность грибов к антимикотикам - частный случай биологической закономерности, касающейся стабильности открытых биосистем //Пробл. мед. микологии. - 2004. - Т.6, №4. - С. 3-8.
12. LoefflerJ., Stevens D.A. Antifungal drag resistance// Clin. Infect. Dis. - 2003. - Vol. 36. - P. 3.1-41.
13. Сидоренко C.B., Эйдельштейн M.B. Механизмы резистентности микроорганизмов. Практическое руководство по антиинфекционой химиотерапии /Под ред. Страчунского Л.С,,. Белоусова Ю.Б., Козлова С.Н- М.: РЦ «Фармединфо», 2007. - С. 19-31.
14. Kanafani Z.A., Refrect J.R. Resistance to antifungal agents: mechanisms and clinical impact// Clin. Infect. Dis. - 2008. -Vol. 46. - P. 120-8.
15. Peman J.,Canton E., Espinel-IngroffA. Antifungal drug resistance mechanisms. - 2009.
16. Птицин C.A., Клясова Г.А., Маечан A.A. Определение in viteo чувствительности к флуконазолу и вориконазолу
госпитальных штаммов Candida spp. в двух гематологических стационарах Москвы//Успехи медицинской микологии. - 2006. - Т.7. - С.170. ' ’ "
17. Aperis G., Mylonakis Е. Newer triazole antifungal agents:pharmacology, spectrum, clinical efficacy and limitations // Expert Opin. Invertig. Drugs. - 2006. - Vol. 15. - P. 579-602.
18. Hof H. A new broad-spectrum azole antifungal: posaconazole -mechanisms of action and resistance, spectrum of activity// Mycoses. - 2006. - Vol. 49. - P. 2-6.
19. Perlin D.S. Antifungal drag resistance do molecular methods provide a way forward? // Curr. Opin. Infect. Dis. - 2009. -Vol. 22. - P. 568-573.
20. Jianjun Qiao, Wei Liu, Ruoyu Le. Antifungal resistance mechanisms of Aspergillus// Jpn. J. Med. Mycol. 2008. - Vol.49.
- P. 157-163. ’
21. Snelders E., van der Lee H.A.L., Kuijpers /., et al. Emergence of azole resistance in Aspergillus fumigatus and spead of a single resistance mtchanism // Issue if PLOS Medicine. - 2008. - P. 7-10.
22. Ellis D. Amphotericin B: spectrum and resistance// J. Antimicrob. Chemother. - 2002. - Vol. 49.
23. Прокопов А. А., Корченкова E.A., Дигтяръ Ф.В. Молекулярные исследования молекул-мишеней в клетках патогенных грибов для преодоления лекарственной устойчивости к эхинокандинам // Современная микология в России.
- 2008. - Т. 2. - С. 310-311. ' "
24. Perlin D.S. Resistance to echinocandin-class antifungal drags// Drags Resistance Updates. - 2007. - Vol. 10. - P. 121-130.
25. Odds F. The evolution of antifungal resistance in Candida spesies// Microdiology today.
26. Елинов Н.П., Васильева H.B.,Степанова А. А., ЧилинаГ.А. Candida Кандидозы. Лабораторная диагностика. - СПб., 2010.
27. Климко Н.Н. Диагностика и лечение оппортунистических микозов. - СПб., 2008.
28. Rex J.H., Pfallrer М.A. Has antifungal susceptibility testing come of age? //Clin. Infect, Dis. - 2002. - Vol. 35< - P. 982-9.
29. Ana Espinel-Ingroff Mechanisms of resistance to antifungal agents: Yeasts and filamentous fungi//Micol. - 2008. - Vol. 25. - P. 101-106. '
Поступила в редакцию журнала 23.12.2010
Рецензент: Л.П.Котрехова
