Сравнительный анализ чувствительности Streptococcus pyogenes и эффективности антибактериальной терапии при хроническом тонзиллите

Аннотация

Рост антибиотикорезистентности Streptococcus pyogenes при хроническом тонзиллите остается глобальной проблемой, усугубляемой нерациональным использованием антибактериальных препаратов, низкой приверженностью пациентов к терапии и распространением устойчивых штаммов. Особую тревогу вызывает противоречие между относительно высокой чувствительностью микроорганизмов in vitro и сниженной клинической эффективностью препаратов in vivo, что требует углубленного анализа причин таких расхождений.

Полный текст

Введение.

Хронический тонзиллит остается одним из наиболее распространенных хронических заболеваний среди трудоспособного населения [1]. Вирусы, бактерии (Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae), а также ряд грибов, хорошо известны как потенциальные возбудители, поддерживающие воспалительную реакцию в миндалинах в сочетании с действием неблагоприятных экзогенных и эндогенных факторов [2]. Лидирующая роль в развитии хронических форм тонзиллита принадлежит Streptococcus рyogenes (S. рyogenes), который, являясь внеклеточным патогеном, способен сохраняться в тканях миндалин за счет экспрессии широкого спектра вирулентных белков, модифицирующих механизмы ответной реакции иммунных клеток [3].

Антибактериальные препараты являются основой терапии хронического тонзиллита. Эффективность их зависит от структуры действующего вещества, дозировки, кратности, путей, длительности введения и характеристик возбудителей, обеспечивающих чувствительность к ним [4, 5]. Согласно действующим клиническим рекомендациям по диагностике и лечению хронического тонзиллита при обнаружении S. Pyogenes в тканях миндалин, препаратами выбора для его консервативного лечения являются β-лактамы. [6]. По данным исследований S. рyogenes сохраняет высокую чувствительность к ингибиторозащищенным и синтетическим пенициллинам, демонстрируя уровень устойчивости к ним не более 1%. Тем не менее, частота неудовлетворительных результатов в клинике, даже при корректно проведенной антибактериальной терапии, значительно выше, что остается актуальной проблемой клинической фармакологии и требует всесторонней оценки [7].

Цель исследования – провести оценки чувствительности S. рyogenes in vitro и клинической эффективности к наиболее часто применяемым антибактериальным препаратам для лечения хронического тонзиллита простой и токсико-аллергической I степени форм.

Материалы и методы. Методом случайной выборки сформирована группа из 144 пациентов трех внутригородских районов города Самары, состоящих к концу 2020 года на диспансерном учете с простой и токсико-аллергической формой I степени хронического тонзиллита. Форму заболевания устанавливали по данным амбулаторных карт согласно классификации Преображенского Б.С. (1954), Пальчуна В.Т. (1977). Мужчин было 76 мужчин (52,8%), женщин - 68 женщин (47,2%). Эти пациенты с учетом возрастных критериев ВОЗ (2016) были разделены на 2 группы: I (n= 86) - молодого возраста (18 - 44 года); II (n= 58) – среднего возраста (45 – 59 лет). Критериями исключения были: отсутствие подтвержденного хронического тонзиллита по данным амбулаторных карт; наличие объективных признаков токсико-аллергической формы хронического тонзиллита II степени (декомпенсированная форма); низкая приверженность или отказ от курсов межрецидивной терапии в анамнезе заболевания; наличие эпизодов самолечения. Группы имели статистически значимые отличия по критерию длительности заболевания, которая у пациентов I группы составила - 7,8±2,9 лет, II - 14,1±2,7 лет.

У пациентов в группах выполнено стандартное микробиологическое (культуральное) исследование отделяемого небных миндалин и слизистой оболочки задней стенки глотки на аэробные и факультативно- анаэробные микроорганизмы. При оценке результатов учитывали только этиологически значимые патогенные микроорганизмы и их диагностически значимый рост (более 10⁴ КОЕ/тампон или КОЕ/мл или КОЕ/грамм). Сопутствующую микрофлору (менее 10⁴ КОЕ/тампон или КОЕ/мл или КОЕ/грамм) не учитывали. Среди пациентов, у которых S. pyogenes был идентифицирован как основной возбудитель, выполнено изучение его чувствительности к антибиотикам различных групп (полусинтетические пенициллины, ингибиторозащищенные пенициллины, макролиды, цефалоспорины, фторхинолоны), применяемых для лечения хронического тонзиллита, диско-диффузионным методом Kirby-Bauer in vitro [8]. Интерпретацию результатов проводили с учетом значения полученных диаметров зон подавления микробактериального роста (менее 19мм – антибиотикоустойчивые; 20 – 27 мм – промежуточные; более 28 мм – антибиотикочувствительные).

У пациентов, у которых S. pyogenes выявлен в качестве основного возбудителя, был в проведен ретроспективный анализ клинической эффективности проводимой антибактериальной терапии в период обострений на основании данных критериев объективной оценки воспалительного процесса ротоглотки (В.Т. Пальчун, А.И. Крюков, 2001) в динамике по данным амбулаторных карт.

Дополнительно у пациентов (n=113) с хроническим тонзиллитом было проведено исследование чувствительности S. pyogenes к амоксиклаву методом спектроскопии комбинационного рассеяния (СКР). Метод широко известен и успешно применяется для экспертизы подлинности лекарственных средств. Амоксиклав был выбран как наиболее часто назначаемый препарат для лечения обострений хронического тонзиллита по данным амбулаторных карт в C_max дозе согласно инструкции по применению, которая включала 105,4 мкг/мл амоксициллина и 28,5 мкг/мл клавулановой кислоты. Спектроскопия выполнена в наборе проб, представляющих собой ротовую жидкость и фосфатно-солевой буфер в качестве растворителей, в которые добавляли взвесь S. pyogenes соответствующую концентрации 0,5 стандарта МакФарланда, а затем антибиотик в искомой дозе. Пробы инкубировали в термостате при 37 ⁰С в течение 2, 4, 6 часов, по истечении которых выполняли СКР. Метод реализовывали при помощи набора оборудования в совокупности составляющего стендовую модель, которая включала в себя спектрометр. Анализ спектров выполняли в четырех областях: 1155 см^-1, 1525 см^-1, 1033 см^-1 и 1611 см^-1, а их итоговую обработку проводили при помощи программы Wolfram Mathematica 9.

Статистические методы. 

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета прикладных программ Statistica for Windows 7.0. Методы описательной статистики применены для общей характеристики полученных данных. Для сравнения средних значений в группах применяли критерий Стьюдента. Для оценки взаимосвязи между количественными переменными проведен корреляционный анализ. Силу и направление линейной зависимости определяли с помощью коэффициента корреляции Пирсона (при нормальном распределении) или Спирмена (для непараметрических данных). Нормальность распределения проверяли критерием Шапиро-Уилка. Статистическую значимость оценивали при уровне р˂0,05.

Результаты.

Основным возбудителем хронического тонзиллита у 113 пациентов обеих групп был S. pyogenes. Он был выделен как этиологически значимый возбудитель у 82,5% пациентов I группы и 72,4% пациентов II группы. У 12,8% пациентов I группы и 19,0% пациентов II группы данный вид микроорганизма высевали в сочетании с другими значимыми патогенами, такие как Streptococcus рneumoniae и/или Staphylococcus aureus. При этом, во II группе достоверно в большем числе случаев (I - 19,0% vs II - 4,7%, p<0,001) выявляли присутствие Сandida spp.
Для лечения обострений S. pyogenes обусловленного хронического тонзиллита простой и токсико-аллергической I степени форм  у пациентов по данным амбулаторных карт применяли различные антибиотики, среди которых наиболее часто назначаемыми были следующие группы: ингибиторазащищенные пенициллины, макролиды, цефалоспорины, полусинтетические пенициллины, а в ряде случаев фторхинолоны. Проведенный анализ клинической эффективности применения этих групп антибактериальных препаратов при лечении обострений показал различные результаты (рисунок 1).

Рисунок 1. Показатели клинической эффективности терапии обострений хронического тонзиллита простой и токсико-аллергической I степени форм различными видами антибактериальных препаратов у пациентов.

Figure 1. Clinical efficacy of antibacterial agents in the treatment of exacerbations of chronic tonsillitis (simple and toxic-allergic grade I forms) in patients.

Независимо от вида применяемого антибактериального препарата 78/69,0% пациентов положительного клинического эффекта не достигали, либо он был не полным, что требовало коррекции схемы терапии в виде увеличения длительности курса, изменении среднесуточной дозировки, замены или присоединения второго антибактериального лекарственного средства. Среди пациентов, у которых при лечении обострения достигали хороший клинический эффект, не было выявлено статистически значимых отличий, связанных с выбором конкретного вида антибактериального препарата.

Результаты диско-диффузионного метода оценки чувствительности S. pyogenes к различным группам антибактериальных препаратов in vitro не выявили ни одного случая полностью устойчивого штамма. Однако, были получены данные, свидетельствующие о промежуточных значениях диаметров подавления роста культуры S. pyogenes, что, возможно было обусловлено активным процессом формирования антибиотикорезистентности (рисунок 2).

Рисунок 2. Показатели чувствительности S. pyogenes к различным видам антибактериальных препаратов у пациентов с хроническим тонзиллитом простой и токсико-аллергической I степени форм in vitro.

Figure 2. Susceptibility of S. pyogenes to various antibacterial agents in patients with chronic tonsillitis (simple and toxic-allergic grade I forms) in vitro.

Результаты корреляционного анализа показали наличие умеренной положительной связи (r= 0, 607) между результатами промежуточной чувствительности in vitro и данными о неполном или отсутствующем клиническом эффекте in vivo (рисунок 3).

Рисунок 3. – Сравнительные данные между показателями промежуточных зон подавления роста S. pyogenes in vitro и отсутствующим или неполным клиническим эффектом от применения различных видов антибактериальных препаратов при лечении обострений хронического тонзиллита простой и токсико-аллергической I степени форм у пациентов.

Figure 3. Comparative analysis of intermediate inhibition zones for S. pyogenes in vitro and absent or incomplete clinical effects of antibacterial agents in the treatment of chronic tonsillitis exacerbations (simple and toxic-allergic grade I forms) in patients.

По данным СКР установлено, что при наличии чувствительности S. pyogenes к амоксиклаву в подавляющем числе проб в первые 2 часа инкубации отмечается исчезновение линейных значений, характеризующих лизис этиологического патогена. При этом у ряда пациентов в пробах исчезновение линейных значений было зафиксировано только после 6 часов инкубации.

Обсуждение.

Хронический тонзиллит, особенно его токсико-аллергические формы остаются сложной клинической задачей, во многом из-за возрастающей проблемы антибиотикорезистентности. Результаты проведенного исследования стали прямым подтверждением этой гипотезы.

Полусинтетические пенициллины, такие, как амоксициллин и ампициллин, традиционно назначают при обострениях хронического тонзиллита, благодаря их ценовой привлекательности и хорошей биодоступности. Однако, как показали данные диско-диффузионного метода, у 12,4% пациентов отмечено формирование промежуточных показателей подавления роста S. pyogenes, что свидетельствует о формировании устойчивости. Этот феномен может быть объяснен необходимостью проведения длительного курса терапии полусинтетическими пенициллинами с возможностью коррекции дозы и, в связи с этим, низкой приверженностью пациентов к лечению. Только 8% пациентов способны соблюдать такой режим [9]. Кроме того, интернализация бактерий в эпителиальные клетки слизистой, делает их недоступными для действия β-лактамов [10]. Несмотря на редкую резистентность к пенициллинам in vitro, которая, составляет менее 5%, их клиническую неэффективность обычно объясняют биологическими и поведенческими факторами [11].

Переход к ингибиторозащищенным пенициллинам, такие как амоксициллин/клавулановая кислота, позволил улучшить результаты лечения пациентов с хроническим тонзиллитом. Их клиническая неэффективность по данным исследования составила 10,6%, что несколько ниже, чем у полусинтетических аналогов. Клавулановая кислота подавляет большинство β-лактамаз, однако, она неэффективна против штаммов с измененными пенициллин-связывающими белками [12]. Это согласуется с данными другого исследования, в котором в качестве причины резистентности указана модификация мишеней или гиперпродукция ферментов. Для предотвращения активации такого механизма резистетности ингибиторозащищенные пенициллины требуют строго контроля назначения [13].

Макролиды продемонстрировали парадоксальные результаты. Так, при чувствительности 88,5% in vitro их клиническая эффективность составила только 73,4%. Такие результаты возможно объяснить несколькими факторами. Во-первых, в России, с 2007 года потребление макролидов возросло на 50%, что, напрямую коррелирует с распространением резистентности через изученные механизмы erm-опосредованной модификации мишеней [14]. Во-вторых, перекрестная резистентность внутри класса снижает эффективность всех макролидов, даже если in vitro чувствительность сохраняется на высоком уровне [15]. Важно, отметить, что в амбулаторной практике эту группу антибактериальных препаратов активно назначают из-за их удобства, заключающегося в коротком курсе при сравнительно небольшом числе побочных эффектов.

Цефалоспорины показали схожую с ингибиторозащищенными пенициллинами неэффективность (14,6%). Ограничение их применения связывают с распространением штаммов, продуцирующих β-лактамазы расширенного спектра (ESBL) [16]. Однако цефалоспорины третьего поколения, до сих пор остаются препаратами выбора при осложненных инфекциях, так как сохраняют активность против большинства штаммов стрептококков.

Фторхинолоны, несмотря на низкую их клиническую эффективность, демонстрируют промежуточную зону подавления роста для 15,3% штаммов. Их ограниченная эффективность против S. pyogenes связана с тем, что фторхинолоны более активны в отношении грамотрицательных бактерий, а у грамположительных возбудителей развивается резистентность путем мутации в генах gyrA/parC и активацию систем активного выведения (efflux pumps). В связи с чем, это делает их применение при хроническом тонзиллите менее оправданным, особенно в регионах с высоким уровнем потребления фторхинолонов [17].

Таким образом, проведенный анализ чувствительности возбудителей, выделенных от пациентов с хроническим тонзиллитом, не выявил полностью не чувствительные штаммы S. pyogenes к применяемым для лечения данного заболевания антибиотикам. Полученные показатели чувствительности S. pyogenes in vitro выше клинической эффективности in vivo для группы полусинтетических пенициллинов – на 18,0 %; ингибиторозащищенных пенициллиновна – на 14,9%; цефалоспоринов – на 19,2 %; фторхинолонов – на 15,0 %; макролидов – на 17,1 % соответственно. Ингибиторозащищенные пенициллины и цефалоспорины на текущий момент могут оставаться препаратами первой линии для терапии хронического тонзиллита, при этом, следует ограничить применение макролидов и фторхинолонов при стрептококковых инфекциях, резервируя их для случаев подтвержденной чувствительности. Спектроскопия комбинационного рассеяния оказалась эффективным экспресс-методом определения персонифицированной чувствительности и может найти широкое применение в клинической практике.