CC BY
25УДК: 615.015.8:579.8
ЦИРКУЛЯЦИЯ В ВОДЕ E.COLI С ГЕНОМОМ УСТОЙЧИВОСТИ К ФТОРХИНАЛОНАМ И БЕТАЛАКТАМЫМ АНТИБИОТИКАМ
НУРУЗОВА ЗУХРА АБДУКАДЫРОВНА
доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой микробиологии Ташкентской медицинской академия, город Ташкент Республика Узбекистан.
ОИСЮ Ю 0000-0002-6188-8723 НУРУЛЛАЕВА ШАРОФАТ магистр кафедры микробиологии Ташкентской медицинской академия, город Ташкент Республика Узбекистан.
ОИСЮ Ю 0000-0001-9976-983Х АННОТАЦИЯ
В данной статье представлены литературный обзор последних 10 лет о встречаемости энтеробактерий в открытых водоёмах. Бактериологические исследование этих вод покозало качественные изменения и количественное увеличение энтеробактерий в летнее время, в основном, за счет повышения количества кишечных палочек. Бесконтролньное применение антибиотиков широкого спектра дейсвия привело к увеличению резистентных штаммов энтеробактерий, что, в свою очередь, привело к затруднению лечения заболеваний, вызванных этими штаммами энтеробактерий.
Ключевые слова: энтеробактерии, антибиотикорезис-тентность, Е.соН
CIRCULATION IN WATER OF E.COLI WITH THE GENE OF RESISTANCE TO FLUOROQUINOLONES AND BETA-ANTIBACTERIAL ANTIBIOTICS
NURUZOVA ZUKHRA ABDUKADYROVNA
doctor of medical sciences, professor managing department of microbiology Tashkent medical academy, the city of Tashkent of Republic of Uzbekistan
ORCID ID 0000-0002-6188-8723 NURULLAYEVA SHAROFAT master of department of microbiology Tashkent medical academy, the city of Tashkent of Republic of Uzbekistan
ORCID ID 0000-0001-9976-983X ABSTRACT
This article presents a literature review of the last 10 years on the occurrence of enterobacteria in reservoirs. Bacteriological examination of these waters showed qualitative changes and a quantitative increase in erterobacteria in summer, mainly due to an increase in the number of Escherichia coli. The uncontrolled use of broad-spectrum antibiotics led to an increase in resistant strains of enterobacteria, which, in turn, led to the difficulty of treating disease caused by these strains of enterobacteria.
Key words: erterobacteria, resistant, E. coli
БЕТАЛАКТАМ ВА ФТОРХИНАЛОН АНТИБИОТИКЛАРГА РЕЗИСТЕНТ ГЕНГА ЭГА ИЧАК ТАЁ^ЧАСИНИНГ СУВДАГИ
ЦИРКУЛЯЦИЯСИ НУРУЗОВА ЗУХРА АБДУКАДЫРОВНА
тиббиёт фанлари доктори, профессор, Тошкент тиббиёт академияси, микробиология кафедраси мудири.
Тошкент шахри, Узбекистон Республикаси.
ORCID ID 0000-0002-6188-8723 НУРУЛЛАЕВА ШАРОФАТ
Тошкент тиббиёт академияси, микробиология кафедраси магистри. Тошкент шахри, Узбекистон Республикаси.
ORCID ID 0000-0001-9976-983X АННОТАЦИЯ
Ушбу мацолада ичак бактерияларининг очиц сув хавза-ларида учраши, аницланиши тугрисидаги охирги 10 йиллик ада-биётлар тацлили тацдим этилган. Очиц сув хавзалари сувини бактериологик текширишлари шуни курсатадики, ёз ойларида энтеробактериялар турлари ва сони айницса, ичак таёцчасининг сувдаги мицдори ортиб бормоцда. Бу эса ацолининг касалла-нишига сабаб булмоцда. Даволаш мацсадида кенг доирадаги антибиотикларнинг куплаб ва ахолининг тартибсиз равишда антибиотиклардан фойдаланиши резистент штаммларнинг ортиб боришига сабаб булмоцда. Бу холат уз навбатида энтеробактериялар чацирган касалликларни даволаш жараёни-нинг цийинлашишига сабаб булади.
Калит сузлар: антибиотикорезистентлик, энтеробактериялар, E.coli
Escherichia coli - грамотрицательная палочка, представитель семейства Enterobacteriaceae рода Escherichia. Е. coli была открыта немецким бактериологом и педиатром Теодором Эшерихом в 1885 г., в честь которого и получила своё название. E. coli является неотъемлемым обитателем кишечника здорового человека, в связи с чем данный микроорганизм часто называют просто кишечной палочкой. E. coli колонизирует желудочно-кишечный тракт человека уже в течение первых нескольких часов после рождения. Как правило, отношения кишечной палочки и организма человека
взаимовыгодны, либо сводятся к колонизации, не приносящей вреда микроорганизму.
Если учесть тот факт, что, например в США сепсис является десятой по частоте причиной смерти и 17% случаев тяжелого сепсиса обусловлены E. coli и является причиной 40 тыс. летальных исходов в 2001 г. (8-10) - [13].
Бактерии E.coli относятся к условно-патогенным микроорганизмам и служат основными санитарными - показателями микроорганизмов, используемыми для характеристики безопасности пищевой продукции. Они также отличаются высокой удельной скоростью роста и быстрой адаптируемостью к среде обитания - [6].
E. coli - бактерия, часто встречающаяся в кишечниках людей и теплокровных животных. Большинство штаммов E. coli без-вредны. Однако некоторые штаммы, такие как, например, энтеро-геморрагическая E. coli (EHEC) могут вызывать тяжелые болезни пищевого происхождения.
Вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. В открытых водоемах, особенно находящихся на неблагополучных по инфекционным болезням территориях, обнаруживают возбудителей кишечных и природно-очаговых инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций). В донных отложениях прудов и озер нередко обитают возбудители ботулизма. Патогенные микроорганизмы водоемов могут включаться в пищевые цепи и по ним передаваться разным группам животных, птиц и рыб. Общее количество бактерий не обязано превышать 100 клеток в 1 см3, численность кишечных палочек (коли-индекс) обязано быть не более трех в 1 л, а коли-титр — не меньше 300 - [3] при этом принимают во внимание все разновидности бактерий категории кишечной палочки.
В соответствии с действующими нормативными документами контролю подлежат: вода питьевая (центрального и местного водоснабжения), вода плавательных бассейнов, вода открытых водоёмов, сточные воды, вода очищенная для приготовления лекарств, вода для приготовления инъекционных растворов и глазных капель.
Вода колодцев и открытых водоемов считается доброкачественной при коли-индексе не более 10 (коли-титр — минимум 100), общее количество бактерий обязано быть не более 1000. В виде источников водоснабжения применяются открытые водоемы (реки, водохранилища) и подземные (артезианские) воды.
Присутствие колиформных бактерий определяют в воде всех видов. Термолерантные колиформные бактерии быстро отмирают во внешней среде, поэтому их обнаружение свидетельствует о свежем фекальном загрязнении воды. Для определения коли-формных бактерий в питьевой воде и воде очищенной используют метод мембранных фильтров. Исследуемую воду (в нужном объеме) пропускают через « 3 бактериальных фильтра из нитроцеллюлозы, которые затем помещают на среду Эндо и инкубируют при 37°С 24ч.
Подсчитывают количество выросших на фильтрах лактозопо-ложительных колоний, идентифицированных как колиформные бактерии. По состоянию на 12 января 1981 г. более миллиарда жителей нашей планеты были вынуждены довольствоваться загрязненной и опасной для здоровья водой - [5]
Провозглашенная ООН программа "международного десятилетия обеспечения питьевой водой и улучшения санитарных условий" потребовала расходов в 140 млрд. долларов США. Эта грандиозная программа началась в 1980 г. и проходила под лозунгом "Чистую воду и неукоснительное соблюдение требований
санитарии для всех к 1990 году". В документах ВОЗ, относящихся к этой программе, указывается, что из 13 миллионов детей, которые ежегодно умирают, не достигнув 5-летнего возраста, большинство погибает от заболеваний связанных с водой. Сотрудники "Программы развития ООН" утверждают, что если бы все имели доступ к чистой и безвредной питьевой воде, а также пользовались всеми необходимыми санитарными условиями, то детская смертность во всем мире сократилась бы на 50% - [6]
Бактерия Escherichia coli (E. coli) стала рассматриваться в качестве проблемы общественного здравоохранения с 1982 г., после вспышки заболевания в Соединенных Штатах Америки. Однако некоторые штаммы, такие как, например, энтерогемор-рагическая E. coli (EHEC) могут вызывать тяжелые болезни пищевого происхождения.
Рост резистентности микроорганизмов к антибиотикам впервые был обнаружены в медицине, позже в ветеринарии, а затем это явление было установлено и для других антимикробных веществ -[1-5].
В начале проблему пытались решить путем поиска и синтеза, новых антимикробных препаратов, однако в настоящее время стало ясно, что микроорганизмы адаптируются к ним быстрее, чем открываются новые антимикробные вещества. В настоящее время известно около 6000 антибиотиков. Путь от открытия, испытания и до внедрения нового антибиотика даже на Западе занимает от 5 до 10 лет, и обходится в несколько миллионов долларов. По данным ФАО/ВОЗ, в медицине от резистентности микроорганизмов к антибиотикам ежегодно умирает 25 тыс. человек - [5].
За данный период отмечается рост частоты резистетнтности к большинству антибактериальных препаратов, имеющихся в арсенале клиницистов. Наиболее активными остаются карбапенемы
(имипенем, меропенем, дорипенем и эртапенем), а также отмечается сохранение достаточной активности пиперациллина/ тазобактама и цефаперазона/сульбактама.
Однако наиболее серьезную проблему E. coli представляет для пациентов, находящиеся на стационарном лечении, поскольку E. coli -один из ведущих возбудителей назокомиальных инфекции. Это отчасти возможно благодаря способности E.coli, сохранять жизнедеятельность на поверхностях от 1,5 до 16 месяцев - [12].
При тяжелых нозокомиальных инфекциях, вызванных Enterobacter spp., Citrobacter spp. и некоторыми другими микроорганизмами, в процессе лечения цефалоспоринами III поколения примерно в 20% случаев формируется резистентость к этим антибиотикам, обусловленная гиперпродукцией хромосомных Б-лактамаз класса С. В таких ситуациях эффективность сохраняют цефалоспорины IV поколония и карбапенемы.
Две коллекции независимо полученных нозокомиальных изолятов бактерий семейства Enterobacteriaceae, выделенных в 2003—2004 гг. (n=411) и в 2005—2007 гг. (n=422), отобраны по фенотипу устойчивости к одному или нескольким цефалоспоринам III—IV поколений, либо по наличию позитивного теста на БЛРС, поскольку именно беталактамные антибиотики являются наиболее часто используемыми препаратами при лечении инфекций, вызванных данными бактериями. Преобладающими видами в обеих коллекциях были Klebsiella spp. (32 и 35% соответственно), Escherichia coli (32 и 30%) и Enterobacter spp. (19 и 23%); остальные виды в сумме составляли 17 и 12% соответственно.
Материалы, представленные в работе, показывают, что основным молекулярно-генетическим механизмом формирования и распространения устойчивости к беталактамным антибиотикам у клинических штаммов семейства Enterobacteriaceae, циркулирую-
щих в российских клиниках, является наличие генов, среди которых самым распространённым является ген Ь1астх_м_15. Ассоциативная устойчивость к антибиотикам других групп связана с наличием генетических кассет устойчивости составе интегронов 1 класса, а также с распространением новых генетических детерминант, таких как плазмидные гены - [7].
Индийскими учеными проведен анализ антибиотикоре-зистентности бактерий Escherichia coli к широкому спектру используемых на практике антибиотиков. Полученные результаты позволяют рекомендовать более широкое применение таких препаратов, как цефтриаксон, фурадонин, канамицин, сизомицин, гента-мицин, для профилактики и лечения колибактериоза животных - [8]
Проблема лекарственной устойчивости(ЛУ) микроорганизмов, являющихся возбудителями нозокомиалных инфекций, к основным антибактериальным средствам, применяемым для лечения инфекционных осложнений в стационарах, является актуальной во всем мире - [1]. Бактерии семейства Enterobacteriaceae составляют значительную часть в этиологической структуре нозокомиальных инфекций. Одним из наиболее распространённых механизмов приобретения ЛУ них является продукция беталактамаз расширенного спектра (БЛРС). В последнее десятилетие наиболее часто встречающимся, эпидемически распространившимся по всему миру, стал СТХ-М тип БЛРС, включающий в себя ферменты, обеспечивающие микроорганизмам устойчивость к цефалоспо-ринам расширенного спектра действия -[2]. Эти ферменты-яркий пример эвалюции белков за счет накопления точечных мутаций, от наиболее удачных форм на фоне селективного давления антибиотика с последуюшим глобалным распространением среди бактериалных патогенов, блогадаря локализации генетических детерминант на плазмидах - [3]. Интересно, что в разных
географических регионах преимущественное распространение получили разные ферменты СТХ-М, относящиеся к одному из пяти известных подтипов (СТХ-М-1,-2,-8,-9 и -25). Например, в Польше распространился СТХ-М-3 -[4]; в Испании- СТХ-М-9 и СТХ-М-14(5); в Аргентине-СТХМ-2(6). Наиболее важным в эпидемическом плане ферментом, преобладающим во многих странах мира, обще-признана бета-лактамаза СТХ-М-15 - [7].
В России назокомиальные штаммы энтеробактерий-проду-центы БЛРС впервые были описаны в 1997-1998 гг. Эйдельштейном М.В. с соавт. -[8]. По данным авторов, доля БЛРС-продуцентов составляла в среднем 15,8 % среди штаммов Escherichia coli и 60,8% - среди штаммов K.pneumoniae, сильно варьируя в разных стационарах. При этом гены blacTx-м были определены в геномах 35,9% БЛРС-позитивных Escherichia coli и 34,9% БЛРС-позитивных K.pneumoniae. Подавляющее боль-шинство генов принадлежало кластеру blacTx-м -1, в том числе более 70% генов идентифицированы как blacTx-м -15, а остальные-как blacTx-м -3.
Был также обнаружен ген blacTx-м -5, принадлежащий кластеру blacTx-м -2; однако генов из кластеров blacTx-м -8 и blacTx-м -9 обнаружено не было.
В более поздней работе Сидоренко c.B. с соавт. -[9] были охарактеризованы госпитальные штаммы продуцентов БЛРС семейства Enterobacteriaceae, выделенные в РФ в 2002-2003 гг. Авторами отмечена более высокая доля штаммов, несущих гены blacTx-м , чем в предыдущей работе, а именно 51,2%. Кроме того, было показано, что зачастую в одном штамме содержатся одновременно бета-лактамазы разных типов (cTx-м, TЕМ и SHV) в различных сочетаниях.
материалы, последних лет представленные в работе московских ученых показывают, что основным молекулярно-генети-
ческим механизмом формирования и распространения устойчивости к беталактамным антибиотикам у клинических штаммов семейства Е^егсЬа^епасеае, циркулирующих в российских клиниках, является наличие генов Ь^стх-м-^. Ассоциатив-ная устойчивость к антибиотикам других групп связана с наличием генетических кассет устойчивости в составе интегронов 1 класса, а также с распространением новых генетических детерминант, таких как плазмидные гены qnr. - [14].
Таким образом, полученные ими данные указывают на большую эпидемиологическую значимость широко распространившихся нозокамиальных штаммов, несущих одновременно генетические детерминанты устойчивости к беталактамным антибио-тикам и к антибиотикам других функциональных групп. Ситуация в будущем может ещё болше осложниться тем, что во всем мире отмечается тенденция к распространению аналогичных микробных сообществ, обнаружение их в изолятах, выделенных от амбулаторных больных - [9].
В результате проведенных некоторыми авторами исследований установлено, на различных этапах циркуляции микроорганизма человека и воды поверхностных водоемов-характеризуется наличием комплекса факторов персистенции, включающего как антилизоцимную, так и адгезивную активность. Высокие значения показателя деградации лизоцима, характерные для эшерихий, выделенных у лиц с патологией экзокриноцитами толстой кишки эндогенного лизоцима. Нахождение Е.ссН в среде переживания бактерий воде открытого водоема-связано с освоением новой экологической ниши, что, вероятно, и приводит к компенсаторному увеличению антилизоцимной активности. Причем выраженность АЛА для штаммов, выделенных из организма людей из группы сравнения (Р<0,01). Можно предположить, что обнаруженная
активность вида в отношении дегидрадации лизоцима направлена на активацию адгезии и переживание эшерихий в соответвующей экологической нише. Этому способствует также изменение функциональной и биохимической активности вида, персисти-рующего в водоеме и в макроорганизме с микроэкологическими нарушениями. Полученные результаты согласуются с данными других авторов - [2, 5, 10] и необходимы для правильного понимания биологических и экологических особенностей условно-патогенных микроорганизмов, имеющих различные этапы циркуляции видов в природе - [10].
Основой терапевтического действия антибактериальных препаратов является подавление жизнедеятельности возбудителя инфекционной болезни в результате угнетения более или менее специфичного для микроорганизмов метаболического процесса. Угнетение происходит в результате связывания антибиотика с мишенью, в качестве которой может выступать, либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма - [11].
Резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть природной и приобретенной.
- Истинная природная устойчивость характеризуется отсутсвием у микроорганизмов мишени действия антибиотика или недоступности мишени вследствие первично низкой проницаемости или ферментативной инактивации. При наличии у бактерий природной устойчивости антибиотики, клинически не эффективны. Природная резистентность является постоянным видовым признаком микроорганизмов и легко прогнозируется.
- Под приобретенной устойчивостью понимают свойство отдельных штаммов бактерий сохранять жизнеспособность при тех концентрациях антибиотиков, которые подавляют основную часть микробной популяции. Возможны ситуации, когда большая часть
проявляет приобретенную устойчивость. Появление у бактерий приобретенной резистентности не обязательно сопровождается снижением клинической эффективности антибиотика.
Формирование резистентности во всех случаях обусловлено генетическим приобретением новой генетической информации или изменением уровня экспрессии собственных генов.
Известны следующие биохимические механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам:
1. Модификация мищени действия.
2.Инактивация антибиотика.
3.Активное выведение антибиотика из микробной клетки (эффлюкс).
4.Нарушение проницаемости внешних структор микробной клетки.
б.Формирование метаболического «шунта» - [12].
Результаты литературного анализа показывают, что применение в большом количестве бесконтрольного употребления антибиотиков широкого спектра действия приводит к приобретению микроорганизмами генетической и плазмидной резистентности к антибиотикам широкого спектра применяемым в ветеринарной и медицинской практике.
Приобретенная устойчивость этих микроорганизмов способна защищать их от неблагожелательных воздействий в природных очагах, где способны сохраняться дольше других бактерий и выжидать следующего хозяина.
Список литературы:
1. Серотипирование уроппатогенных штаммов E. coli и резистентность их к антибактериальным препаратам. Лисишникова Л.П. и др. //Здоровье и образование в XXI веке. 2010. Т.12. №1.
2. Рябкина Е.Л. и др. Резистентность нозокомиальных штаммов escherichia coli в стационарах России //клин. микробиология антимикроб химиятерапия 2009, том 11, №2
3. (ГОСТ 2874—73).
4. методы санитарно-бактериологического анализа. ГОСТ-18963-73.
5. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения и санитарной охраны источников в условиях Узбекистана СанПиН РУз №0182-05.
6. Гигиенические требования к охране поверхностных вод на территории республики Узбекистан СанПиН РУз № 0172-04. микробиологические показатели воды.
7. Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobacter spp., выделенных в России в 2003— 2007 гг.
8. Прямчук С.Д., Фурсова Н.К., Абаев И.В. Антибиотики и химиотерапия, 2010, 55,9-10 с-т 9-10
9. Antibiotic resistance profile of Escherichia coli from Colibacillosis in and around Pantnagar, India. (Sumit Joshi, Rashmi Singh, S.P. Singh) Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobader spp., выделенных в России в 2003-2007гг. (С. Д. Прямчук, Н.К. Фурсова,... и др). Антибиотики и химиотерапия, 2010, 55;9-10)
10. механизмы резистентности микроорганизмов. механизмы резистенности к антибактериальным препаратам.
11. Антилолизоцимная активность Escherichia coli, выделенной на разных этапах естественной циркуляции вида (Ольга Петровна Комкова, Антонина михайловна Образцова, Наталья Анатольевна Сидорова 2016г. Физико-химическая биология №2(155). С. 110-113)
12. Резистентность нозокомиальных штаммов Escherichia coli в стационарах России. Рябкова Е.Л. и др // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2009. T.11. №2. С.161-169.
13. Очистка воды от бактерий Escherichia coli методом электрофильтрации Павловский Н.Д. и др. // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2014. № 3 (47). С. 84-87.
14. Резистентность нозокомиальных штаммов Escherichia coli в стационарах России. Рябкова Е.Л. и др. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2009. T.11. №2. С.161-169.
15. Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobacter spp., выделенных в России в 2003-2007 гг. Прямчук
