CC BY
67
УДК 616-093/-098
РОСТ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К КАРБАПЕНЕМАМ И ЧАСТОТЫ ПРОДУКЦИИ КАРБАПЕНЕМАЗ У НОЗОКОМИАЛЬНЫХ ШТАММОВ ACINETOBACTER SPP. В РОССИИ В 2002-2012 гг. © Мартинович А.А., Эйдельштейн М.В.
Научно-исследовательский институт антимикробной химиотерапии Смоленской государственной медицинской академии, Россия, 214019, г. Смоленск, ул. Кирова, д.46А
Резюме: Цель исследования - определение основных тенденций в изменении уровня антибиотикорезистентности нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp., выделенных в многопрофильных стационарах России в 2002-2004 гг., 2006-2008 гг. и 2011-2012 гг., с выявлением механизмов устойчивости к карбапенемам.
Проведено исследование in vitro активности меропенема и имипенема и частоты продукции карбапенемаз у 1049 нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp., полученных в период с 2002 г. по 2012 г. из различных городов России. Отмечен стремительный рост нечувствительности к карбапенемам нозокомиальных Acinetobacter spp. в 2011-2012 гг. (91,3% для имипенема и 51,9% для меропенема) и значительное увеличение продукции 0ХА-24/40-подобных карбапенемаз (38% нозокомиальных A. baumannii).
Ключевые слова: Acinetobacter, карбапенемы, резистентность, карбапенемазы
INCREASE OF CARBAPENEM-NON-SUSCEPTIBILITY AND CARBAPENEMASE PRODUCTION RATE IN NOSOCOMIAL ACINETOBACTER SPP. IN RUSSIA IN 2002-2012 Martinovich A.A., Edelstein M.V.
Institute of antimicrobial chemotherapy, Smolensk State Medical Academy, Russia, 214019, Smolensk, Kirov St., 46A
Summary: The aim of the study was to establish the common trends in antibiotic resistance rate in nosocomial Acinetobacter spp. from multi-speciality hospitals, obtained in 2002-2004, 2006-2008 and 2011-2012, with the detection of carbapenem-resistance mechanisms.
The study on in vitro activity of meropenem and imipenem and carbapenemase production rate in 1049 nosocomial Acinetobacter spp. strains obtained in 2002-2012 period from various Russian cities was performed. The rapid increase in carbapenem-non-susceptibility (91.3% for imipenem and 51.9% for meropenem) of nosocomial Acinetobacter spp. in 2011-2012 and dramatic increase of 0XA-24/40-like carbapenemases production (38% of nosocomial A. baumannii) were found.
Key words: Acinetobacter, carbapenems, resistance, carbapenemases
Введение
В первые годы регистрации нозокомиальных инфекций наиболее частыми их возбудителями были грамположительные бактерии [7, 18, 22]. В наши дни, с увеличением количества активных в отношении полирезистентных грамположительных микроорганизмов препаратов, на первый план в структуре возбудителей нозокомиальных инфекций стали выступать грамотрицательные бактерии [2, 3, 17, 29]. Особого внимания, с точки зрения распространённости и антибиотикорезистентности, заслуживает группа неферментирующих грамотрицательных микроорганизмов, в частности, представители рода Acinetobacter, главным образом A. baumannii [2, 3, 27]. Частота нозокомиальных инфекций, вызванных ацинетобактерами, неуклонно растёт во всем мире. Так, если в 80-е годы прошлого столетия случаи заболеваний, вызванных Acinetobacter spp., были единичными [8, 14], то к настоящему времени бактерии этой группы являются причиной до 14% [25] нозокомиальных инфекций как в странах Европы, так и в РФ [15]. С первых описаний в 70-е годы Acinetobacter характеризовался высокой резистентностью ко многим
известным антибиотикам [8, 23, 24]. В настоящее время, распространённость резистентности приобретает всё большие масштабы [13, 22], а летальность при заболеваниях, вызванных данным родом микроорганизмов, носит высокий уровень (например, до 75% при бактериемиях) [5].
В последние годы представители рода Acinetobacter характеризуются высокой частотой устойчивости практически ко всем группам антибактериальных препаратов [21, 27]. Во многих случаях фактически единственной группой антибиотиков, сохраняющих активность, являются карбапенемы. Вместе с тем, имеется множество сообщений о выделении карбапенеморезистентных нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. [21]. Причины такой резистентности разнообразны и включают изменение проницаемости наружной клеточной мембраны [12], эффлюкс [16], продукцию приобретённых карбапенемаз (металло-Р-лактамаз [19, 30], ОХА-карбапенемаз [4, 6, 9]), гиперпродукцию видоспецифических Р-лактамаз (ОХА-51 и родственных ферментов у A. baumannii) [26, 30]. Наиболее значимым из известных механизмов резистентности к карбапенемам является продукция приобретённых карбапенем-гидролизующих Р-лактамаз класса D: ОХА-23-, ОХА-40-подобных карбапенемаз и ОХА-58, а также металло-Р-лактамаз (MBL), таких как IMP, VIM и NDM.
Современные данные о распространённости этих ферментов среди нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в России весьма ограничены. В связи с этим, целью данного исследования явилось определение основных тенденций в изменении уровня антибиотикорезистентности нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp., выделенных в многопрофильных стационарах России в 2002-2004 гг., 2006-2008 гг. и 2011-2012 гг., с выявлением механизмов устойчивости к карбапенемам у полученных штаммов.
Методика
Штаммы возбудителей. Последовательные неповторяющиеся нозокомиальные изоляты были собраны в рамках многоцентровых исследований в три временных периода: 1 января 2002 г. - 31 декабря 2004 г., 1 января 2006 г. - 20 января 2008 г. и 1 января 2011 г. - 31 декабря 2012 г. (табл. 1). Все штаммы направлялись в микробиологическую лабораторию Научно-исследовательского института антимикробной химиотерапии для видовой идентификации, определения чувствительности к антимикробным препаратам и выявления продукции карбапенемаз.
Таблица 1. Количество изолятов Acinetobacter spp. в каждый временной период
Микроорганизм 2002-2004 гг, 33 стационара 2006-2008 гг, 36 стационаров 2011-2012 гг, 27 стационаров
Acinetobacter baumannii 459 328 237
Др. Acinetobacter spp. 7 4 14
Для выращивания культур использовался агар Мюллер-Хинтон (Becton Dickinson, США), идентификация микроорганизмов проводилась методом времяпролётной масс-спектрометрии (MALDI-TOF-MS, Bruker Daltonics maldi biotyper, США).
Чувствительность к карбапенемам. Определение чувствительности проводилось в лаборатории НИИАХ методом последовательных двукратных разведений в агаре Мюллера-Хинтон в соответствии с рекомендациями Института клинических и лабораторных стандартов США (CLSI). Для интерпретации результатов определения чувствительности использованы критерии CLSI [20]. Штаммы E. coli ATCC® 25922 и P. aeruginosa ATCC® 27853 были использованы в качестве контрольных.
Выявление карбапенемаз. Все нечувствительные к карбапенемам штаммы были изучены на продукцию карбапенемаз молекулярными методами (табл. 2). Штаммы, продуцирующие и не продуцирующие известные типы карбапенемаз (У1М-1, У1М-2, 1МР-1, КБМ-1, КРС-3, ОХА-48, ОХА-23, 0ХА-40 и ОХА-58), были использованы в качестве контрольных. Указанные в таблице гены были охарактеризованы ПЦР-амплификацией (реагенты для ПЦР АтрН8еш®, ЦНИИЭ,
Россия; термоциклер Rotor-Gene 6000, Corbett Research, Австралия) и секвенированием (секвенатор ABI PRISM® 310 Genetic Analyzer, Applied Biosystems, США).
Таблица 2. Молекулярные методы выявления ОХА-карбапенемаз
Микроорганизм AmpliSens® мультиплекс ПЦР в реальном времени. Гены-мишени
MBL-FL Ab-OXA-FL
Acinetobacter spp. blaviM blaoxA-23-like
blaiMP blaoXA-24/40-like
blaNDM blaoXA-58-like
- blaoXA-143-like
Результаты исследования
Из всех полученных штаммов подавляющее большинство составили представители вида A. baumannii - 459 (98,5%), 328 (98,8%) и 237 (94,4%) в 2002-2004 гг., 2006-2008 гг. и в 2011-2012 гг. соответственно. Другими видами были A. calcoaceticus, A. lwoffu, A. haemolyticus, A. junii и A. pittii.
Наиболее частой локализацией ацинетобактеров являлись дыхательные пути, откуда была получена практически половина всех штаммов, и раневое отделяемое - четверть штаммов. Остальные штаммы были получены из брюшной полости, крови, мочи, костных биоптатов, суставного выпота и др.
Полученные данные свидетельствуют о повышении частоты нечувствительности к карбапенемам за исследуемый период. Особенно значимый и резкий рост отмечен в 2011-2012 гг.: с 2,3% в 20062008 гг. до 91,3% для имипенема; с 14,5% в 2006-2008 гг. до 51,9% для меропенема. Характерно, что и продукция карбапенемаз в этот период так же значительно выросла. Так, если до 2008 г. данные ферменты определялись у 2,3-2,4% изученных штаммов, то в 2011-2012 гг. частота их продукции выросла до 44,5%.
Суммарные данные о чувствительности штаммов Acinetobacter spp. к карбапенемам и продукции карбапенемаз за каждый временной период представлены в табл. 3. География выявления продуцентов карбапенемаз представлена на рис. 1.
Таблица 3. Чувствительность к карбапенемам и продукция карбапенемаз штаммами Acinetobacter spp. в различные временные периоды.
Антибиотик, карбапенемаза Количество изолятов, % МПК, мг/л
Года Ч У Р 50% 90%
Имипенем
2002-2004 гг. 455 (97,6%) 1 (0,2%) 10 (2,1%) 1 2
2006-2008 гг. 321 (96,7%) 2 (0,6%) 9 (2,7%) 1 2
2011-2012 гг. 22 (8,7%) 41 (16,3%) 189 (75,0%) 32 128
Меропенем
2002-2004 гг. 449 (96,4%) 6 (1,3%) 11 (2,4%) 1 4
2006-2008 гг. 284 (85,5%) 44 (13,3%) 4 (1,2%) 2 8
2011-2012 гг. 121 (48,0%) 17 (6,7%) 114 (45,2%) 8 128
Карбапенемаза 0XA-23-подобные 0XA-24/40-подобные 0XA-58-подобные NDM-1
2002-2004 гг. 3 (0,6%) - 8 (1,7%) -
2006-2008 гг. - - 8 (2,4%) -
2011-2012 гг. 11 (4,4%) 90 (35,7%) 10 (4,0%) 1 (0,4%)
^ А. />,..'< , i ли/.ОХА-^ V очы' о А.
А. Ьон .)""/. ОХаl.'t"-in> ;.)~Hb.:i' О л. p.wiNmti
Рис. 1. География выделения штаммов Acinetobacter spp., продуцирующих карбапенемазы
Обсуждение результатов исследования
Карбапенемы долгие годы оставались «последней надеждой» врачей всех специальностей [11]. Высокий уровень неэффективности данных препаратов вынуждает прибегать к назначению комбинированной антибактериальной терапии, что, учитывая и без того тяжёлое состояние пациентов, не всегда является оправданным и несёт определённые трудности [28]. Известно, что резистентность к карбапенемам, вызванная продукцией приобретенных карбапенемаз, может быстро распространяться в нозокомиальной среде и приводить к вспышкам инфекционных осложнений в стационарах [10]. Столь высокая резистентность к карбапенемам и частота продукции карбапенемаз в России является особенно тревожным фактом на фоне крайне низкой эффективности антибактериальных препаратов других классов [1]. Для сохранения активности антибактериальных препаратов в целом, и карбапенемов в частности, требуется строгое соблюдение мер инфекционного контроля и рациональное назначение антибиотиков всех групп.
1. Из микроорганизмов рода АстеЮЬайег 8рр. наибольшую клиническую значимость в России, по-
прежнему, представляет АстеШЬа^ег Ъаитаппи.
2. Резистентность к карбапенемам АстеЮЬайег 8рр. резко выросла в 2011-2012 г. и составила 91,3% для
имипенема; и 51,9% для меропенема.
3. Выявленная высокая частота продукции карбапенемаз в стационарах России свидетельствует о
возможности быстрого распространения устойчивости к карбапенемам и утраты эффективности данной группы антибактериальных препаратов.
4. Необходимо рациональное использование антибиотиков в стационарах для сдерживания дальнейшего
роста резистентности.
Литература
1. Козлов Р.С., Стецюк О.У., Андреева И.В. Современные тенденции антибиотикорезистентности возбудителей нозокомиальных инфекций в ОРИТ России: что нас ждет дальше? // Ж. «Интенсивн. терапия». - 2007. - №4. - С. 22-25.
2. Aly N.Y., Al-Mousa H.H., Al Asar el S.M. Nosocomial infections in a medical-surgical intensive care unit. // Med Princ Pract - 2008. - V17. - N5. - P373-377.
3. Bartoszko-Tyczkowska A., Gaszynski W., Baranowska A., Tyczkowska-Sieron E. Nosocomial infection control in intensive therapy // Anestesiol. Intens. Ter. - 2008. - V.40. - P232-236.
Выводы
4. Carvalho K.R., Carvalho-Assef A.P., Peirano G., Santos L.C., Pereira M.J., Asensi M.D. Dissemination of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii genotypes carrying bla(OXA-23) collected from hospitals in Rio de Janeiro, Brazil. // Int. J. Antimicrob. Agents. - 2009. - V.34. - P. 25-28.
5. Chastre J. Infections due to Acinetobacter baumannii in the ICU // Semin Respir Crit Care Med - 2003. - V24. -N1. - P69-78.
6. Coelho J., Woodford N., Afzal-Shah M., Livermore D. Occurrence of OXA-58-like carbapenemases in Acinetobacter spp. collected over 10 years in three continents // Antimicrob. Agents Chemother. - 2006. -V50. - P. 756-758.
7. Cormican M.G., Jones R.N. Emerging resistance to antimicrobial agents in gram-positive bacteria. Enterococci, staphylococci and nonpneumococcal streptococci // Drugs. - 1996. - V.51. - Supp.1. - P. 6-12.
8. Crues J.V., Murray B.E., Moellering R.C. In vitro activity of three tetracycline antibiotics against Acinetobacter calcoaceticus subsp. anitratus. //Antimicrob. Agents Chemother. - 1979. - V.16, N5. - P. 690-692.
9. Da Silva G.J., Quinteira S., BMrtolo E., et al. Long-term dissemination of an 0XA-40 carbapenemase-producing Acinetobacter baumannii clone in the Iberian Peninsula // J Antimicrob. Chemother. - 2004. - V.54, N1. - P. 255-258.
10. Durante-Mangoni E., Zarrilli R. Global spread of drug-resistant Acinetobacter baumannii: molecular epidemiology and management of antimicrobial resistance // Future Microbiol. - 2011. -V.6, N4. - P. 407-422.
11. Evans B.A., Hamouda A., Amyes S.G. The rise of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. // Curr. Pharm. Des. - 2013. - V.19, N2. - P. 223-238.
12. Fernandez-Cuenca F.L., Martinez-Martinez M.C., Conejo J.A. et al. Relationship between beta-lactamase production, outer membrane protein and penicillin-binding protein profiles on the activity of carbapenems against clinical isolates of Acinetobacter baumannii. // J. Antimicrob. Chemother. - 2003. - V.51. - P. 565-574.
13. Giamarellou H., Antoniadou A., Kanellakopoulou K. Acinetobacter baumannii: a universal threat to public health? // Int. J. Antimicrob. Agents. - 2008. - V32, N2. - P. 106-119.
14. Glew R.H., Moellering R.C. Jr., Kunz L.J. Infections with Acinetobacter calcoaceticus (Herellea vaginicola): clinical and laboratory studies // Medicine (Baltimore). - 1977. - V56, N2. - P. 79-97.
15. Hanberger H., Garcia Rodriguez J.A., Gobernado M. et al. Antibiotic susceptibility among aerobic gramnegative bacilli in intensive care units in 5 European countries. French and Portuguese ICU Study Groups // JAMA. - 1999. - V. 281. - P. 67-71.
16. Huang L., Sun L., Xu G., Xia T. Differential susceptibility to carbapenems due to the AdeABC efflux pump among nosocomial outbreak isolates of Acinetobacter baumannii in a Chinese hospital // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. - 2008. - V.62, N3. - P. 326-332.
17. Jones R.N., Kirby J.T., Rhomberg P.R. Comparative activity of meropenem in US medical centers (2007): initiating the 2nd decade of MYSTIC program surveillance // Diagn. Microbio.l Infect. Dis. - 2008. - V.61, N2. - P. 203-213.
18. Jones R.N., Low D.E., Pfaller M.A. Epidemiologic trends in nosocomial and community-acquired infections due to antibiotic-resistant gram-positive bacteria: the role of streptogramins and other newer compounds // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. - 1999 - V.33, N2. - P. 101-112.
19. Mostachio A.K., van der Heidjen I.M., Rossi F. et al. Multiplex PCR for rapid detection of genes encoding Oxa and metallo-beta-lactamases in carbapenem resistant Acinetobacter spp. // J. Med. Microbiol. - 2009. - V.58, Pt.11. - P. 1522-1524.
20. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing // CLSI. - 2013. - M100. - V.29, N3. - S. 19.
21. Pournaras S., Iosifidis E., Roilides E. Advances in antibacterial therapy against emerging bacterial pathogens // Semin. Hematol. - 2009. - V.46, N3. - P. 198-211.
22. Reacher M.H., Shah A., Livermore D.M. et al. Bacteremia and antibiotic resistance of its pathogens reported in England and Wales between 1990 and 1998: trend analysis // BMJ. - 2000. - V. 320. - P. 213-216.
23. Seifert H., Baginski R., Schulze A., Pulverer G. Antimicrobial susceptibility of Acinetobacter species. // Antimicrob. Agents Chemother. - 1993. - V.37. - P. 750-753.
24. Shi Z.Y., Liu P.Y., Lau Y. et al. Antimicrobial susceptibility of clinical isolates of Acinetobacter baumannii. // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. - 1996. - V.24. - P. 81-85.
25. Skleenova E., Sukhorukova M., Timokhova A. et al. Sharp Increase in Carbapenem-Non-Susceptibility and Carbapenemase Production Rates in Nosocomial Gram-Negative Bacteria in Russia over the Last Decade // ICAAC. - США, Денвер Колорадо, 2013. - C. 2-1092.
26. Turton J.F., Ward M.E., Woodford N. et al. The role of ISAba1 in expression of OXA carbapenemase genes in Acinetobacter baumannii. // FEMS Microbiol. Lett. - 2006. - V.258, N1. - P. 72-77.
27. Van Looveren M., Goossens H. and the ARPAC Steering Group. Antimicrobial resistance of Acinetobacter spp. in Europe // Clin. Microbiol Infect - 2004. - V10. - P. 684-704.
28. Viehman JA1, Nguyen MH, Doi Y. Treatment Options for Carbapenem-Resistant and Extensively Drug-Resistant Acinetobacter baumannii Infections // Drugs. - 2014. - V.74, N12. - P. 1315-1333
29. Willemsen I., Mooij M., van der Wiel M., et al. Highly resistant microorganisms in a teaching hospital: the role of horizontal spread in a setting of endemicit. // Infect. Control. Hosp. Epidemiol. - 2008. - V.29, N12. - P. 1110-1117.
30. Wroblewska M.M., Towner K.J., Marchel H., Luczak M. Emergence and spread of carbapenem-resistant strains of Acinetobacter baumannii in a tertiary-care hospital in Poland // Clin. Microbiol. Infect. - 2007. - V.13, N5. -P. 490-496.
Информация об авторах
Мартынович Алексей Александрович - кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник Научно-исследовательского института антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава России. E-mail: [email protected]
Эйдельштейн Михаил Владимирович - кандидат биологических наук, заведующий лабораторией Научно-исследовательского института антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава России. E-mail: [email protected]
