Tolerance for antibiotics’ piiag’s lysis and virulence in hospital strains of staphylococcus aureus

Full Text

Вопрос о связи между устойчивостью к антибиотикам у Staphylococcus aureus с их фаговаровой принадлежностью и выраженностью факторов патогенности представляет интерес для характеристики госпитальных штаммов. Однако до настоящего времени единого мнения по этому вопросу нет. Одни исследователи считают, что указанные свойства не связаны между собой [7, 10, 11], другие утверждают, что процесс, приведший к образованию больничных штампов, устойчивых к антибиотикам, неизбежно сопровождается возникновением высоковирулентных культур [5]. В целом ряде сообщений приводятся данные, свидетельствующие о высокой патогенности полирезистентных к антибиотикам штаммов S. aureus [4, 12]. Отечественные и зарубежные авторы отмечают определенную корреляцию между фаголизабельностью и спектром устойчивости к антибиотикам патогенных стафилококков. По их данным [3, 8, 9], полирезистентные штаммы S. aureus в основном типируются фагами I, III и I+III групп или не типируются бактериофагами Международного набора.

Целью настоящего исследования являлось установление корреляции между устойчивостью к антибиотикам у клинических штаммов S. aureus с их фаговаровой принадлежностью и выраженностью некоторых факторов патогенности.

 

Фагогрупповая характеристика S. aureus в зависимости от числа детерминант резистентности к антибиотикам

Число детерминант резистентности	Всего изучено штаммов (абс.)	В том числе типируемых		Из них лизировались бактериофагами следующих групп (%±m)
		абс.	%±m	I	II		III	V	Смешанная
1	375	276	1 73,6±2,3	15,2±2,2	22,5±2,5		5 9,4±1,8	9 22,8±2,5	13 30,1±2,8
2	111	80	2 72.1±4,3	10,0±3,3	26,3±4,9		6 20,0±4,5	10 20,0±4,5	23,8±4,8
3—4	102	61	3 59,8±4,8	34,4±6,1	22,9±5,4		7 14,8±4,6	11 8,2±3,5	19,7±5,1
5—9	47	21	4 44,7±7,2	19,1±8,6			8 57,1±10,8	12 14.3±7,6	14 9,5±6,4
			r=—1  Т1—3=2,57 T1—3=2,57 Т1—4=3,8 Т2-4=3,25	r=0,6+0,3			r=0,8±0,2 Т5—6=3,6 Т5-8=4,4 Т6-8=3,2 Т7—8=3,6	r=—0,8±02 Т10—11=2,07 Т9—11= 3,39	r=—1 Т13-14=2,96

 

Всего изучено 635 штаммов S. aureus, изолированных из различных источников в лечебных учреждениях. Лекарственную устойчивость к 11 химиопрепаратам (пенициллину, оксациллину, метициллину, тетрациклину, эритромицину, гентамицину, канамицину, хлорамфениколу, цефало- тину, рифампицину и ванкомицину) исследовали на MS-2 («Abbott Laboratories», США) и М1С-2000 («Dynatech», ФРГ). Полученные результаты интерпретировали согласно рекомендациям ВОЗ. Фаговаровую принадлежность стафилококков устанавливали по модифицированному методу с помощью Международного набора диагностических типовых бактериофагов. Наличие 13 биологических признаков изучали по методам, описанным в отечественных руководствах [1, 6]; a-гемолитическую активность определяли не только традиционным методом гемолиза, но и с помощью иммуноферментной тест-системы на основе F (ав)₂-фрагментов противостафилококковых антител. ДНКазную активность выявляли с помощью DNA- test-agar «Difco». Для установления взаимосвязи между различными признаками у стафилококков рассчитывали коэффициент корреляции рангов.

В зависимости от числа детерминант резистентности к антибиотикам все изученные культуры S. aureus были разделены на 4 группы: 1-ю составили стафилококки, устойчивые к одному антибиотику (в основном к пенициллину), 2-ю — штаммы, одновременно устойчивые к двум антибиотикам, 3-ю — культуры, резистентные к трем или четырем химиопрепаратам, 4-ю — мультирезистентные (одновременно устойчивые к пяти—девяти антибиотикам) штаммы S. aureus.

В табл. 1 представлены данные, отражающие типируемость бактериофагами основного набора госпитальных штаммов S. aureus в зависимости от числа детерминант резистентности. Они свидетельствуют о том, что дискриминационная сила метода фаготипирования снижается с расширением спектра устойчивости к антибиотикам. Так, монорезистентные штаммы удалось оттипировать в 74,6% случаев, устойчивые к двум антибиотикам— в 72%, к трем—четырем—в 59,8%, л. штаммы, одновременно устойчивые пяти и более препаратам,—только в 44,7% случаев (r =— 1). Это диктует необходимость введения в состав коммерческого набора, выпускаемого у нас в стране, новых диагностических фагов.

Установлена корреляция между числом детерминант резистентности и фагогрупповой принадлежностью культур S. aureus. С увеличением устойчивости к антибиотикам прямо пропорционально нарастает количество штаммов, относящихся к III фагогруппе. Среди устойчивых к одному антибиотику стафилококков штаммы, типируемые фагами III группы, составили 9,4%, среди резистентных к двум— четырем антибиотикам — соответственно 20% и 14,8%, а среди мультирезистентных — 57,1% (г = 0,8±0,18) Обратная сильная корреляция отмечалась между штаммами, типируемыми фагами V, и смешанных групп. увеличением числа детерминант резистентности частота принадлежности культур золотистых стафилококков к данным фагогруппам снижалась (r = —0,8±0,18; r = —1).

 

Выраженность биологических признаков у S. aureus в зависимости от числа детерминант резистентности

Число детерминант резистентности

Положительные результаты (%±m)

$\delta$-гемолизин

$\delta$-гемолизин

ß-re-молизин

фибринолизин

гиалуронидаза

лецитиназа

лизоцим

протеиназа

пигмент

казеиназа

желатиназа

линаза, разруш. твин-20

1

78,1±3,4

72,6±3,7

13,7±2,8

1 54,5±3,9

92,7±2,0

92,7±2,0

97,0±1,3

85,5±2,7

572,7±3,6

45,4±3,9

70,9±3,5

80,0±3,1

2

73,1±6,1

84,6±5,0

11,5±4,4

2 66,7±6,4

92,6±3,6

92,6±3,6

96,3±2,6

90,7±3,9

668,5±6,3

48,1±6,8

77,7±5,7

98,1±1,9

3-4

78,3±6,1

84,8±6,1

32,6±6,9

3 54,2±7,2

91,7±4,0

91,7±4,0

97,9±2,1

89,6±4,4

770,8±6,6

41,7±7,1

66,7±6,8

81,2±5,6

5-9

89,7±4,9 r=0,8±0,1

92,3±4,3 r=1

35,9±7,7 r=0,8±0,2

87,2±5,3

92,3±4,2

94,9±3,5

97,4±2,6

89,8±4,9

892,3±4,3

30,8±7,4 r=—0,8±0,2

64,1±7,7

87,2±5,3

T1-4, 2-4, 3-4>2

T5-8, 6-8, 7-8>2

 

Мультирезистентные S. aureus не типировались фагами II группы, в то же время среди остальных устойчивых стафилококков штаммы II фагогруппы составляли 22,5—26,3%. По-видимому, эту корреляцию можно объяснить лизогенизацией стафилококков определенными фагами, трансдуциующими маркеры резистентности, преимущественное распространение в клиниках штаммов III фагогруппы, полирезистентных к антибиотикам, связано с более частой трансдукцией у этих культур. Стафилококки, относящиеся ко II фагогруппе, составляют замкнутую группу, от которой передача генетических маркеров другим штаммам практически не наблюдается [2].

Выраженность факторов патогенности у клинических культур золотистых стафилококков в зависимости от числа детерминант резистентности к антибиотикам представлена в табл. 2. Полученные нами результаты свидетельствуют о существовании сильной (r = 0,8+0,18; г=1) корреляции между гемолитической активностью (продукцией а-, ß-, ô-гемотоксинов) у S. aureus и устойчивостью к антибиотикам; по мере расширения спектра резистентности удельный вес гемолитических штаммов увеличивался. Обратную зависимость наблюдали по продукции казеиназы (г =—0,8±0,18). Стафилококки, одновременно устойчивые к пяти—девяти антибиотикам, статистически достоверно чаще синтезировали фибринолизин и пигмент, чем штаммы с меньшим числом детерминант резистентности. Согласно нашим данным, продукция лизоцима, гиалуронидазы, лецитиназы, протеиназы, желатиназы, твин-разрушающего фактора наблюдалась у большинства изученных госпитальных штаммов S. aureus.

Возможно, более выраженная продукция некоторых факторов патогенности (гемолизинов, фибринолизина, пигмента) у мультирезистентных стафилококков связана с их одновременной плазмидной локализацией или их сочетание вызвано совпадающими условиями селекции, создающимися в условиях стационара. Для решения этого вопроса необходимы генетические исследования. Работа в этом направлении продолжается.

ВЫВОДЫ

1. Дискриминационная сила метода фаготипирования aureus ослабевает с увеличением спектра резистентности к антибиотикам. Монорезистентные штаммы типируются в 75% случаев, устойчивые к двум антибиотикам— в 72%, к трем—четырем — в 60%, устойчивые к пяти и более препаратам —в 45% случаев.
2. С увеличением числа детерминант резистентности прямо пропорционально нарастает количество культур, относящихся к III фагогруппе. Обратная корреляция отмечается между стафилококками, типируемыми фагами V, и смешанной группы.
3. Среди стафилококков II фагогруппы не выявлено культур, одновременно устойчивых к пяти и более антибиотикам.
4. Госпитальные штаммы aureus продуцируют широкий спектр факторов патогенности. По мере нарастания устойчивости к антибиотикам у стафилококков увеличивается гемолитическая активность. Мультирезистентные штаммы отличаются повышенной продукцией фибринолизина и пигмента.

About the authors

L. T. Musina

Kazan State Medical University; Central Research Institute of Epidemiology of the State Committee for Sanitary and Epidemiology of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Department of Microbiology, Laboratory of Hospital Infections

Russian Federation, Kazan; Moscow

N. A. Semina

Kazan State Medical University; Central Research Institute of Epidemiology of the State Committee for Sanitary and Epidemiology of the Russian Federation

Email: info@eco-vector.com

Department of Microbiology, Laboratory of Hospital Infections, Head - prof.

Russian Federation, Kazan; Moscow

L. I. Fix

Kazan State Medical University; Central Research Institute of Epidemiology of the State Committee for Sanitary and Epidemiology of the Russian Federation

Email: info@eco-vector.com

Department of Microbiology, Laboratory of Hospital Infections

Russian Federation, Kazan; Moscow

References

Supplementary files