Peculiarities of antibiotic resistance of Staphylococcus aureus strains isolated from nosocomial infections

Full Text

Актуальность. Staphylococcus aureus, будучи наиболее широко распространённым среди всех известных видов стафилококков, играет важную роль в развитии различных патологических состояний человека. Проникая практически во все органы и системы организма, S. aureus преимущественно вызывает гнойно-воспалительные процессы. Обитая на коже и слизистых оболочках, эти бактерии способны вызывать не только местные, но также и системные инфекции (например, сепсис). Это связано с наличием у S. aureus многочисленных факторов патогенности — клеточных компонентов, вызывающих воспалительную реакцию, токсинов, повреждающих ткани, и агрессивных ферментов, способствующих распространению возбудителя и ограждающих его от действия факторов защиты организма. В последнее время возросла роль этой бактерии в развитии внутрибольничных инфекций (ВБИ) [1–3].

По чувствительности к метициллину S. aureus подразделяют на две группы: чувствительные к метициллину (MSSA — от англ. methicillin-sensitive Staphylococcus aureus) и устойчивые к метициллину (MRSA — от англ. methicillin-­resistant Staphylococcus aureus) штаммы. В основном ВБИ вызывают бактерии последней группы. Известно, что устойчивость к метициллину связана с изменениями в структуре пенициллин-связывающего белка (фермента транспептидазы) в штаммах S. aureus. Так, в отличие от природных штаммов, в штаммах MRSA вместо пенициллин-связывающего белка (PBP1) происходит синтез PBP2, который имеет слабое сродство к пенициллинам. Синтез PBP2 кодируется геном MecA [4, 5].

Резистентность стафилококков к макролидам и линкозамидам также имеет клиническое значение. Устойчивость стафилококков к макролидам, линкозамидам и стрептограмину B (MLSB-резистентность) может быть конститутивной и индуцибельной. Эритромицин — антибиотик из группы макролидов, а клиндамицин — из группы линкозамидов. Антибиотики, присоединяясь к 50s-субъединице рибосом в бактериальной клетке, нарушают синтез белка, таким образом оказывая противомикробное действие.

Область рибосомы (рибосомная рибонуклеиновая кислота), которая связывается с антибиотиком, метилируется, и из-за неспособности антибиотика взаимодействовать с этой областью он остаётся неактивным. При конститутивной резистентности вследствие наличия постоянной метилированной области рибосомы возникает устойчивость к клиндамицину и эритромицину. Эта устойчивость обеспечивается геном erm в бактериальном геноме. Если MLSB-резистентность вызвана индуцирующим фактором (эритромицин является эффективным фактором индукции устойчивости типа MLSB), то развивается индуцибельная резистентность. Несмотря на наличие устойчивости изолятов к эритромицину, в тестах in vitro они проявляют чувствительность к клиндамицину. Однако при стафилококковых инфекциях, особенно вызванных MRSA, лечение клиндамицином оказывается безуспешным, хотя in vitro эти штаммы проявляют чувствительность к клиндамицину. Причина отсутствия эффекта от лечения связана с наличием у стафилококка индуцибельной резистентности к клиндамицину (IСR — от англ. inducible clindamycin resistance) [6, 7].

Цель. Изучение особенностей резистентности к антибиотикам у штаммов S. aureus, выделенных при ВБИ [пневмонии, инфекции области хирургического вмешательства (ИОХВ) и сепсисе] у больных, находившихся в учебно-хирургической клинике Азербайджанского медицинского университета в 2014–2018 гг.

Материал и методы исследования. Было проведено микробиологическое исследование мокроты, взятой у 41 больного с симптомами пневмонии. Для исследования использовали утреннюю мокроту. У 40 пациентов с ИОХВ, возникшей после хирургического вмешательства, было проведено микробиологическое исследование полученных материалов (содержимого раны, дренажа и абсцесса). Содержимое дренажа получали после обработки дренажной трубки антисептическим раствором, а содержимое абсцесса — путём пункции стерильным шприцем. Образцы инкубировали в течение 2 дней после посева на различных питательных средах — агаре Мюллера–Хинтона, кровяном агаре, среде Эндо или EMB-агаре, среде Сабуро. Полученные культуры были идентифицированы с использованием общепринятых методов (с учётом морфологических, культуральных, биохимических и других свойств).

Было проведено микробиологическое исследование крови 46 пациентов с симптомами сепсиса. Для исследования кровь немедленно добавляли в жидкую питательную среду (мясной пептонный бульон), взятую в объёме, 10-кратно превышающем объём исследуемой крови, и инкубировали в течение максимум 10 дней при 37 °С. Образцы проверяли ежедневно. При появлении мутности бульона пересевали его на вышеуказанные питательные среды, инкубировали в течение 2 дней, после чего полученные культуры идентифицировали общепринятыми методами.

При определении штаммов MRSA использовали стандартный метод диск-диффузии на агаре с определением чувствительности S. aureus к метициллину. Штаммы S. aureus, устойчивые к метициллину, оценивали как MRSA [5]. IСR у штаммов S. aureus определяли фенотипическим тестом (D-тестом) с использованием двух дисков [7]. Для этого на поверхность агара Мюллера–Хинтона с инокулированным исследуемым штаммом S. aureus были помещены 2-микрограммовый диск с клиндамицином и на расстоянии 15 мм от него 15-микрограммовый диск с эритромицином. Результат оценивали после 1-дневной инкубации в термостате при 37 °С. При наличии IСR у штаммов S. aureus стерильная зона вокруг диска с клиндамицином на стороне диска с эритромицином ограничивается, и появляется стерильная зона в форме буквы D.

Статистическую значимость различий между долями определяли по точному метода Фишера [8] с помощью on-line калькулятора (https://www.socscistatistics.com/tests/fisher/default2.aspx).

Результаты. Частота S. aureus при различных клинических формах ВБИ существенно не варьировала. S. aureus был одним из основных этиологических факторов пневмонии, ИОХВ и сепсиса. Так, у 14 (35%) из 40 пациентов с ИОХВ, у 14 (30,4%) из 46 пациентов с признаками сепсиса и у 11 (26,8%) из 41 пациента с пневмонией обнаружили S. aureus.

В зависимости от источника выделенные штаммы S. aureus также существенно не различались по частоте устойчивости к метициллину. При ИОХВ штамм MRSA был обнаружен относительно редко: только 2 (14,3%) из полученных 14 штаммов S. aureus были дифференцированы как MRSA. Среди штаммов S. aure­us, выделенных из мокроты пациентов с симптомами пневмонии, MRSA также выявляли относительно редко: только 3 (27,3%) из 11 штаммов. MRSA чаще встречался среди штаммов S. au­reus, выделенных из крови пациентов с симптомами сепсиса: 7 (50%) из 14 штаммов (рис. 1).

Рис. 1. Частота штаммов, устойчивых к метициллину, среди всех штаммов S. aureus при различных клинических формах внутрибольничных инфекций (по оси ординат указано количество штаммов в процентах), p >0,05

Таким образом, всего 12 штаммов MRSA было получено при пневмонии, ИОХВ и сепсисе. Спектр штаммов MRSA, выделенных при отдельных клинических формах ВБИ, показан на рис. 2.

Рис. 2. Спектр штаммов, устойчивых к метициллину, выделенных при различных клинических формах внутрибольничных инфекций

Резюмируя вышеприведённые результаты, можно отметить, что штаммы S. aureus в зависимости от источника получения существенно не различались по их чувствительности и устойчивости к антибиотикам и противомикробным препаратам. Среди штаммов S. aureus, выделенных при ИОХВ, штаммы MRSA обнаружены в 14,3% случаев, среди штаммов S. aureus, выделенных при пневмонии, — в 27,3%, а среди штаммов S. aureus, полученных из крови во время сепсиса, — в 50,0% случаев (по сравнению со штаммами S. aureus, полученными при ИОХВ и при пневмонии, p >0,05). Таким образом, резистентность к метициллину у штаммов S. aureus, выделенных при ИОХВ и пневмонии, встречалась реже, чем при сепсисе. В то же время устойчивость к метициллину чаще встречалась у штаммов S. aureus, полученных из крови пациентов с симптомами сепсиса.

Среди 14 штаммов S. aureus, выделенных при ИОХВ, была обнаружена ICR у 2 (14,3%) штаммов (p >0,05 относительно MRSA), а также у 2 (18,2%) из 11 штаммов S. аureus, выделенных из мокроты больных с симптомами пневмонии (p >0,05 относительно MRSA). Из 14 штаммов S. au­re­us, выделенных из крови пациентов с сепсисом, лишь в 1 (7,1%) случае выявлена ICR (p=0,0328 относительно MRSA; рис. 3).

Рис. 3. Особенности индуцибельной резистентности к клиндамицину (IСR) у штаммов Staphylococcus aure­us (по оси ординат указана доля штаммов в процентах); MRSA — метициллин-резистентный Staphylococcus aureus

Таким образом, при исследовании особенностей IСR у штаммов S. aureus, полученных при различных клинических формах ВБИ, существенных различий в частоте не выявлено. Так, только у 2 (18,2%) из 11 штаммов S. au­re­us, выделенных при пневмонии, у 2 (14,3%) из 14 штаммов, полученных при ИОХВ, и у 1 (7,1%) из 14 штаммов, выделенных из крови при сепсисе, была обнаружена IСR (p >0,05).

Обсуждение. Как было отмечено, в нашем исследовании частота S. au­re­us при разных ВБИ была различной. В зависимости от источника полученные штаммы S. au­re­us различались по особенностям их устойчивости к метициллину. Среди штаммов S. au­­re­­us, полученных при ИОХВ, MRSA обнаружен в 14,3% случаев, среди штаммов S. au­re­us, выделенных при пневмонии, — в 27,3% случаев, среди штаммов S. au­re­us, полученных из крови при сепсисе, — в 50,0%. Таким образом, резистентность к метициллину у штаммов S. au­re­us, выделенных при ИОХВ и пневмонии, встречалась реже. Устойчивость к метициллину у штаммов S. au­re­us, выделенных из крови пациентов с симптомами сепсиса, присутствовала чаще.

Согласно литературным данным [9–11], устойчивость к метициллину у штаммов S. au­re­us, являющихся основной причиной ВБИ, колеблется в различных пределах. Из 732 штаммов микроорганизмов, выделенных при ИОХВ, 28,3% S. au­re­us было чувствительно к метициллину, а 14,6% составляли MRSA [9]. При изучении 702 штаммов микроорганизмов, выделенных при ИОХВ, выявлено, что S. au­re­us был основным возбудителем (20,4%), а штамм MRSA среди всех штаммов S. aureus встречался в 72,0% случаев [10]. Среди септических ВБИ и бактериемий количество бактериемий, вызванных штаммами MRSA, до 2005 г. ежегодно увеличивалось на 7,6%, а количество бактериемий, вызванных штаммами MSSA, увеличивалось на 3,4% в год [11]. В этих исследованиях частоту выявления S. aureus, включая штаммы MRSA, можно сравнить с результатами нашего исследования.

Будучи чувствительными к антибиотикам, не относящимся к β-лактамным, штаммы MRSA обычно не чувствительны к антибиотикам из группы макролидов. По этой причине также были проанализированы особенности IСR у штаммов S. au­re­us, выделенных при ВБИ. У выделенных штаммов S. au­re­us IСR присутствовала редко: у 2 (14,3%) из 14 штаммов, выделенных при ИОХВ, у 1 (7,1%) из 14, полученных при сепсисе, и у 2 (18,2%) из 11 штаммов, полученных из мокроты больных с симптомами пневмонии.

Согласно литературным данным, в настоящее время привлекают внимание исследования, направленные на сравнение устойчивости к метициллину и IСR у штаммов S. au­re­us [12, 13]. У 190 штаммов S. aureus особенности IСR были исследованы с помощью D-теста, а также была определена устойчивость к метициллину методом диск-­диффузии Кирби Бауэра с использованием антибиотиков оксациллина (1 мкг) и цефокситина (30 мкг). 20 (10%) изолятов имели IСR, 18 (9%) — конститутивную резистентность, а 16 (8%) изолятов были MSSA. Конститутивная и индуцибельная резистентность у штаммов MRSA встречалась чаще, чем у штаммов MSSA (20%, 16% и 6%, 6% соответственно) [12].

В другом исследовании [12] изучали особенности IСR у штаммов S. aureus, выделенных при ВБИ и внебольничных инфекциях. Из 402 изолятов S. aureus 52% имело IСR. У 50% штаммов MRSA и 60% штаммов MSSA была выявлена ICR. Среди штаммов S. aureus, выделенных при внебольничных инфекциях, ICR обнаруживали относительно редко по сравнению с больничными штаммами (33 и 55% соответственно).

Таким образом, было установлено, что среди штаммов S. aureus, выделенных при ВБИ, частота MRSA существенно не различается в зависимости от клинической формы госпитальной инфекции. Частота MRSA среди штаммов S. aureus при септических инфекциях выше (50,0%), чем при ИОХВ (14,3%) и пневмонии (27,3%) (p >0,05). Частота ICR у выделенных штаммов S. aureus при ИОХВ (14,3%) и пневмонии (18,2%) также не отличались от частоты MRSA (p >0,05), a при септических инфекциях ICR встречалась реже, чем MRSA (соответственно 7,1 и 50,0%, p=0,0328).

Таким образом, изучение особенности резистентности к антибиотикам штаммов S. aureus, выделенных при ВБИ, представляет несомненный интерес и требует дальнейших углублённых исследований.

Выводы

1. Среди штаммов S. aureus, выделенных при внутрибольничных инфекциях, частота метициллин-резистентных штаммов не зависит от клинической формы госпитальной инфекции.

2. Частота индуцибельной резистентности к клиндамицину при септических инфекциях ниже, чем устойчивости к метициллину.

Источник финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

About the authors

S A Atakishizade

Author for correspondence.
Email: satakisizade@gmail.com
Azerbaijan, Baku, Azerbaijan

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Рис. 1. Частота штаммов, устойчивых к метициллину, среди всех штаммов S. aureus при различных клинических формах внутрибольничных инфекций (по оси ординат указано количество штаммов в процентах), p >0,05

Download (7KB)

Indexing metadata

3. Рис. 2. Спектр штаммов, устойчивых к метициллину, выделенных при различных клинических формах внутрибольничных инфекций

Download (7KB)

Indexing metadata

4. Рис. 3. Особенности индуцибельной резистентности к клиндамицину (IСR) у штаммов Staphylococcus aure­us (по оси ординат указана доля штаммов в процентах); MRSA — метициллин-резистентный Staphylococcus aureus

Download (9KB)

Indexing metadata