Cравнительная антибиотикорезистентность изолятов S. aureus, выделенных в хирургических и терапевтических отделениях стационаров

Полный текст

ОРИТ – отделение реанимации и интенсивной терапии;

ВОКИБ – Витебская областная клиническая инфекционная больница;

ВОКБ – Витебская областная клиническая больница.

ВВЕДЕНИЕ

Золотистый стафилококк (S. aureus) – один из наиболее известных патогенных микроорганизмов, вызывающих различные заболевания человека. Помимо этого, данный микроорганизм – один из наиболее частых возбудителей разнообразных госпитальных инфекций, ответственный в первую очередь за развитие многочисленных осложнений инвазивных медицинских вмешательств. Так, в США с инфекцией S. aureus связано до 500 000 заболеваний и до 50 000 смертей ежегодно [1, 2].

S. aureusизвестен разнообразными механизмами резистентности к бета-лактамным антибиотикам. В частности, он способен продуцировать классические бета-лактамазы типов A-D [3]. Помимо этого, золотистый стафилококк может приобретать модификации пенициллин-связывающих белков (PBP2a), существенно снижающие их сродство к бета-лактамам; при этом формируется так называемая метициллин-резистентность, проявляющаяся тотальной резистентностью соответствующего штамма ко всем антибиотикам бета-лактамного ряда и выявляемая по наличию устойчивости к индикаторным антибиотикам – метициллину и оксациллину [4]. Доля золотистых стафилококков, обладающих метициллин-резистентностью (т.н. MRSA), составляет от 17 до 40% [5].

При этом соотношение разных механизмов устойчивости S. aureus к бета-лактамным антибиотикам может существенно изменяться от страны к стране в зависимости от принятой там тактики эмпирического назначения антибиотиков при гнойно-воспалительных заболеваниях. Имеет значение и происхождение изолятов S. aureus – при внегоспитальных инфекциях доля MRSA значительно ниже, чем при госпитальных. Так, частота выявления внегоспитальных пневмоний, вызванных MRSA, составляет в среднем 2,4% [6], в то время как частота регистрации госпитальных пневмоний, вызванных MRSA, составляет до 10,5% от общего количества таких пневмоний (до 20–30% госпитальных пневмоний вызваны S. aureus, причем до 32–37% из общего количества выделяемых изолятов золотистого стафилококка являются метициллин-резистентными [7, 8]). При этом приведенные цифры являются очень усредненными – данные, приводимые в различных исследованиях, сильно разнятся. Создается впечатление, что процент MRSA от общего количества клинических изолятов S. aureus – переменная величина со многими неизвестными, и автоматически экстраполировать на определенный регион данные, полученные для других, даже соседних регионов, некорректно.

Помимо этого, практически все исследования, посвященные особенностям антибиотикорезистентности S. aureus, – зарубежные; большая же часть отечественных исследований по данной проблеме выполнена в 90-х – начале 2000-х годов, ввиду чего приведенная там информация устарела. При этом знание преобладающего механизма антибиотикорезистентности госпитальных и внегоспитальных штаммов S. aureus, выделяемых в определенном регионе, критически важно для определения локальной тактики эмпирической этиотропной терапии, проводимой пациентам с подозрением на стафилококковые инфекции в соответствующих условиях [9].

ЦЕЛЬ

Выявить особенности устойчивости к антибиотикам бета-лактамного ряда у клинических изолятов S. aureus, выделенных в стационарах различного профиля, а также скорректировать рекомендации по эмпирической этиотропной терапии, назначаемой пациентам со стафилококковыми инфекциями.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объект настоящего исследования – клинические изоляты S. aureus, выделенные от пациентов, находившихся на стационарном лечении в Витебской областной клинической инфекционной больнице (ВОКИБ) (т.н. «терапевтические» изоляты, n=117), а также в отделении гнойной хирургии и отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) Витебской областной клинической больницы (ВОКБ) (т.н. «хирургические» изоляты, n=111) в 2016–2017 гг.

Необходимо отметить, что разница между госпитальными и внегоспитальными изолятами S. aureus является в большой мере условной, поскольку ни лабораторные, ни эпидемиологические исследования не позволяют со стопроцентной уверенностью установить госпитальное либо внегоспитальное происхождение того или иного изолята. Фактически госпитальный патоген вызывает госпитальные инфекции и именно этим принципиально отличается от внегоспитального, другие же отличия не являются определяющими. Госпитальными же называют любые инфекции, развившиеся в связи с госпитализацией либо посещением учреждения здравоохранения с целью лечения в срок не менее чем через 48 часов с момента госпитализации либо посещения [10]. При этом необходимо иметь в виду возможность колонизации кожных покровов и слизистых оболочек пациента госпитальными штаммами S. aureus в ходе предыдущей госпитализации; в этом случае де-факто внегоспитальные стафилококковые инфекции могут в действительности быть вызваны госпитальными штаммами золотистого стафилококка [11]. Наоборот, стафилококковые инфекции, формально являющиеся госпитальными, могут быть связаны с аутоинфицированием внегоспитальной флорой, персистирующей на кожных покровах и слизистых госпитализированных пациентов [12].

Изоляты S. aureus из ВОКИБ были получены от пациентов преимущественно детского возраста с острыми инфекционными гастроэнтеритами, энтероколитами и инфекциями верхних дыхательных путей формально внегоспитального происхождения. Изоляты S. aureus из отделения гнойной хирургии и ОРИТ ВОКБ были выделены от пациентов с инфекционными осложнениями оперативных вмешательств и инвазивных манипуляций, развившимися непосредственно в стационаре и по формальным критериям являющимися госпитальными. Тем не менее ни в первом, ни во втором случае нельзя утверждать с уверенностью, что изоляты золотистого стафилококка, выделенные в инфекционной больнице, однозначно являются внегоспитальными, равно как и нельзя однозначно утверждать, что изоляты золотистого стафилококка, выделенные у пациентов с хирургическими госпитальными инфекциями, несомненно являются госпитальными – по указанным выше причинам. Именно поэтому мы условно обозначили изоляты S. aureus, выделенные от пациентов ВОКИБ, «терапевтическими», а изоляты, полученные из ВОКБ, – «хирургическими», имея в виду, что в первом случае они с высокой вероятностью являются внегоспитальными, а во втором – госпитальными.

Для выделения изолятов патогенных микроорганизмов из биологического материала пациентов и оценки их свойств использовались общепринятые методы микробиологического исследования; в частности, для определения профиля антибиотикоустойчивости выделенных изолятов использовался диск-диффузионный анализ, выполнявшийся в соответствии с действующими международными (CLSI) рекомендациями [13].

Для количественной детекции бета-лактамазной активности чистых культур микроорганизмов, об-условленной продукцией бета-лактамаз всех классов, мы использовали спектрофотометрическую методику, основанную на регистрации распада бета-лактамной связи нитроцефина [14]. Данная методика была реализована при помощи тест-системы «БиоЛактам» (ООО «Сивитал», РБ). Как известно, â-лактамная связь в молекуле нитроцефина разрушается под воздействием всех известных бета-лактамаз, при этом максимум поглощения образовавшегося продукта реакции меняется с 390 нм на 486 нм, что делает возможной спектрофотометрическую оценку уровня бета-лактамазной активности по определению степени убыли субстрата реакции [15].

В настоящем исследовании оценивалась устойчивость микроорганизмов к пенициллинам 1 поколения (бензилпенициллин, ампициллин), ингибитор-защищенным бета-лактамам (амоксициллин/клавуланат, пиперациллин/тазобактам) и цефалоспоринам 3 поколения (цефотаксим, цефтазидим), а также к оксациллину. Параллельно оценивалась способность выделенных изолятов S. aureus к продукции бета-лактамаз при помощи тест-системы «БиоЛактам». В том случае, если бактерии оказывались устойчивыми к пенициллинам 1 поколения, но чувствительными к ингибитор-защищенным бета-лактамам, а также продуцировали бета-лактамазы, считалось, что их резистентность была обусловлена продукцией бета-лактамаз класса А. Если бактерии оказывались резистентными к цефалоспоринам 3 поколения на фоне доказанной продукции ими бета-лактамаз, то считалось, что они продуцируют бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС). Если же анализ показывал, что изучаемый изолят устойчив ко всем использованным в исследовании бета-лактамам, включая оксациллин, но при этом не продуцирует бета-лактамазы, то считалось, что данный вариант S. aureus имеет модифицированные ПСБ, т.е. является MRSA. Нечастые случаи, когда анализируемые изоляты S. aureus оказывались устойчивыми к оксациллину, но чувствительными к каким-либо еще антибиотикам бета-лактамного ряда, расценивались как лабораторные артефакты и исключались из дальнейшего анализа.

Статистическая обработка результатов исследования включала в себя вычисление центральной тенденции и разброса количественных параметров, частот качественных параметров, 95% доверительных интервалов для всех вычисленных статистических показателей, вычисление коэффициентов корреляции (ñ Спирмена), анализ статистической значимости различий (U-тест Манна – Уитни для количественных признаков, тест по критерию хи-квадрат для качественных признаков) [8]. В ходе статистической обработки использовались только непараметрические методы анализа, ввиду чего проверка нормальности распределения непрерывных количественных признаков не проводилась. Для расчетов использовались программы Statistica 10.0 и MedCalc 15.6.

РЕЗУЛЬТАТЫ

80,6% (95% ДИ: 71,1–90,1) «терапевтических» изолятов S. aureus, изученных в настоящем исследовании, было устойчиво к пенициллинам (ампициллину, бензилпенициллину). Среди «хирургических» изолятов доля устойчивых к данным антибиотикам составила 73,2% (95% ДИ: 63,6–82,8). Разница между данными показателями оказалась статистически незначимой (тест по критерию Chi-square, р=0,18).

5,4% (95% ДИ: 1,2–9,6) «терапевтических» изолятов золотистого стафилококка оказалось устойчиво к амоксициллину/клавуланату. 31,4% (95% ДИ: 16,1–46,8) «хирургических» изолятов было устойчиво к амоксициллину/клавуланату, 34,0% (95% ДИ: 20,5–47,6) – к пиперациллину/тазобактаму. Разница в уровнях резистентности «терапевтических» и «хирургических» изолятов S. aureus к ингибитор-защищенным бета-лактамам оказалась статистически значимой (тест по критерию Chi-square, р<0,0001).

Не было выявлено ни одного случая резистентности изученных «терапевтических» изолятов золотистого стафилококка к цефотаксиму и цефтазидиму. При этом к указанным антибиотикам оказалось устойчиво 36,8% (95% ДИ: 26,0–47,7) «хирургических» изолятов. Разница между уровнями резистентности «терапевтических» и «хирургических» изолятов к цефалоспоринам 3 поколения также была статистически значимой (тест по критерию Chi-square, р<0,0001).

Среди «терапевтических» изолятов S. aureus не было выявлено ни одного, обладающего метициллинорезистентностью. Среди «хирургических» изолятов частота встречаемости таковых составила 30,5% (95% ДИ: 20,5–40,5). Разница между указанными частотами встречаемости MRSA является статистически значимой (тест по критерию Chi-square, р<0,0001).

Продукция бета-лактамаз отсутствовала у 93,3% «терапевтических» изолятов золотистого стафилококка; вообще среди них было выявлено только два изолята, обладающих относительно невысокой бета-лактамазной активностью (1,7%; 95% ДИ: 0–4,06). Среди «хирургических» изолятов только 34,4% (17,9–50,8) не являлись продуцентами бета-лактамаз. Высокая бета-лактамазная активность была выявлена у 6 «хирургических» изолятов (5,4%; 95% ДИ: 1,2–9,6), средний уровень продукции бета-лактамаз наблюдался у 14 изолятов (12,6%; 95% ДИ: 6,4–18,8). Разница между частотой продукции бета-лактамаз «терапевтическими» и «хирургическими» изолятами S. aureus является статистически значимой (тест по критерию Chi-square, р=0,0008). Корреляционный анализ (Спирмена) выявил корреляцию средней силы (R=0,538; р=0,0006) между «хирургическим» происхождением изолятов и их способностью продуцировать бета-лактамазы.

Среди прочих корреляционных зависимостей, выявленных в ходе настоящего исследования, обращают на себя внимание прямые корреляции средней силы между уровнями бета-лактамазной активности изолятов S. aureus и длительностью госпитализации (R=0,447; р=0,005), а также общей продолжительностью лихорадочного периода (R=0,434; р=0,013).

Пациенты отделения гнойной хирургии и ОРИТ ВОКБ по сравнению с пациентами ВОКИБ дольше находились на стационарном лечении (R=0,261; р=0,027), у них была более выраженная анемия (R=0,245; р=0,008), более высокие показатели СОЭ (R=0,348; р=0,024), более длительный лихорадочный период (R=0,411; р=0,017), среди выделенных от них клинических изолятов S. aureus чаще встречались MRSA (R=0,612; р<0,0001).

Помимо этого, были выявлены слабые и средней силы прямые корреляции между фактом выделения MRSA и длительностью госпитализации пациентов (R=0,353; р=0,00008), а также между общей продолжительностью лихорадки (R=0,375; р=0,0002) и длительностью диарейного синдрома (R=0,334; р=0,005). Указанные корреляции были выявлены при анализе всей изученной выборки пациентов без разделения на «терапевтических» и «хирургических».

ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ полученных результатов позволяет констатировать, что условно внегоспитальные («терапевтические») изоляты S. aureus обладают существенно более высокой чувствительностью к антибиотикам бета-лактамного ряда, чем условно госпитальные («хирургические»), причем это касается как пенициллинов и аминопенициллинов, так и цефалоспоринов 3 поколения, ингибитор-защищенных бета-лактамов, частоты встречаемости MRSA и штаммов-продуцентов бета-лактамаз. Указанные результаты являются в целом ожидаемыми и хорошо соответствуют общемировым трендам [17, 18, 19]. Тем не менее данные о конкретных уровнях локальной устойчивости клинических изолятов S. aureus различного происхождения («терапевтического» и «хирургического») к бета-лактамам, равно как и данные о локальном соотношении механизмов этой устойчивости (MRSA / продукция бета-лактамаз), являются новыми и представляют определенный клинический интерес.

В частности, из полученных результатов следует, что частота встречаемости MRSA среди изученных изолятов S. aureus существенно уступает частоте встречаемости продуцентов бета-лактамаз, причем указанная разница статистически значима (тест по критерию Chi-square, р<0,0001). При этом и продукция бета-лактамаз, и метициллинорезистентность наблюдаются практически исключительно среди «хирургических» изолятов.

Судя по результатам корреляционного анализа, уровень продукции бета-лактамаз клиническими изолятами S. aureus может быть прямо пропорционален тяжести течения заболеваний у соответствующих пациентов. Тем не менее здесь может иметь место логическая ошибка, т.к. высокий уровень продукции бета-лактамаз гораздо чаще отмечался у «хирургических» изолятов золотистого стафилококка, а они были выделены у пациентов гнойного хирургического отделения со вторичными инфекционными осложнениями оперативных вмешательств, а также у пациентов ОРИТ, у которых заболевания, естественно, протекали существенно тяжелее, чем у пациентов инфекционного стационара.

Обращает на себя внимание высокий уровень резистентности «хирургических» изолятов золотистого стафилококка к ингибитор-защищенным бета-лактамам (31–34%), цефалоспоринам 3 поколения (≈37%), а также высокая частота встречаемости метициллинорезистентности у данных изолятов (30,5%) по сравнению с очень низкими (околонулевыми) значениями соответствующих показателей у «терапевтических» изолятов, что ставит под сомнение возможность применения соответствующих антибиотиков в качестве стартовой эмпирической антибиотикотерапии для лечения стафилококковых инфекций у пациентов гнойных хирургических и реанимационных отделений. Складывается впечатление, что в соответствующих случаях этиотропная терапия должна начинаться сразу с назначения резервных антистафилококковых препаратов, таких как гликопептиды, циклические липопептиды или оксазолидиноны.

ВЫВОДЫ

Клинические изоляты S. aureus (в первую очередь – выделенные в хирургических и реанимационных отделениях стационаров) способны как продуцировать бета-лактамазы, так и проявлять метициллинорезистентность, причем продукция бета-лактамаз наблюдается в 2,2 раза чаще, чем устойчивость к метициллину/оксациллину.

Учитывая высокий уровень (73–81%) резистентности как «терапевтических», так и «хирургических» изолятов S. aureus к пенициллинам, включая аминопенициллины, использование указанных антибиотиков для стартовой эмпирической этиотропной терапии стафилококковых инфекций представляется нецелесообразным.

С учетом высокой чувствительности «терапевтических» изолятов S. aureus к цефалоспоринам 3 поколения (100%) представляется целесообразным использовать именно эти антибиотики в качестве стартовых при назначении эмпирической этиотропной терапии пациентам с явно внегоспитальными стафилококковыми инфекциями. В качестве альтернативных препаратов можно использовать ингибитор-защищенные бета-лактамы, к которым чувствительно 94,6% «терапевтических» изолятов.

Принимая во внимание высокий уровень резистентности «хирургических» изолятов S. aureus к ингибитор-защищенным бета-лактамам (31–34%), цефалоспоринам 3 поколения (36,8%), а также высокую вероятность наличия метициллинорезистентности у таких изолятов (30,5%), представляется обоснованным начинать эмпирическую этиотропную терапию стафилококковых инфекций явно госпитального происхождения сразу с назначения резервных антистафилококковых препаратов, таких как гликопептиды, циклические липопептиды или оксазолидиноны.

Об авторах

Иван Викторович Жильцов

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhyltsou@tut.by

д.м.н., доцент, заведующий кафедрой персонализированной и доказательной медицины ФПК и ПК

Список литературы

Дополнительные файлы