Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ANTIBIOTIC RESISTANCE OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA IN THE BURNER AND PURULENT-SEPTIC CENTERS OF KRASNOYARSK

Bochanova E.N. 1 Buchko E.O. 1 Golovina N.I. 2 Kopytko L.N. 2 Kurts E.M. 2 Orlova K.E. 1 Sarmatova N.I. 2 Torgunakova M.S. 1
1 Voyno-Yasenezkiy Krasnoyarsk State Medical University
2 Krasnoyarsk Regional Clinical Hospital
Цель: изучить распространенность, уровень антибиотикорезистентности и частоту встречаемости МБЛ-продуцирующих штаммов P.aeruginosa в ожоговом (ОЦ) и гнойно – септическом центре (ГСЦ) Краевой клинической больницы (ККБ) г. Красноярска за период с 2012 г. по 2017 г.г. Материалы и методы: 8055 положительных результатов микробиологических исследований раневого отделяемого, полученных в ожоговом и гнойно – септическом центре ККБ за период с 2012 г. по 2017 г.г. Продукция МБЛ изучена у 613 штаммов P.aeruginosa с помощью фенотипического метода «двойных дисков с ЭДТА». Повторные изоляты, выделенные от одного пациента, в исследование не включали. Фенотип устойчивости изучен у 84 штаммов P.aeruginosa, выделенных в 2017 году. Оценка антибиотикорезистентности проводилась к 12 противомикробным препаратам из 5 групп по МУК 4.2. 1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» (от 4.03.2004 г.). Результаты: Распространенность P.aeruginosa в ГСЦ и ОЦ ККБ в целом составляет 17,4%, при этом в ОЦ распространенность в 2 раза выше чем в ГСЦ и составляет 20,4% и 11,5% соответственно. Все выделенные штаммы P.aeruginosa характеризуются MDR- фенотипом устойчивости, более 1/3 штаммов - PDR- фенотипом устойчивости. Продуценты MBL среди штаммов P.aeruginosa выявлены как в ГСЦ, так и ОЦ в 63,5% и в 67,1% соответственно. Антибиотикорезистентность P.aeruginosa к антисинегнойным пенициллинам, цефалоспоринам, карбапенемам, аминогликозидам и фторхинолонам существенно превышает уровень 20%, что свидетельствует о необходимости исключения этих противомикробных препаратов из схем эмпирической терапии. Выводы: Для разработки локальных протоколов лечения инфекций, вызванных P.aeruginosa, необходимо изучить уровень антибиотикорезистентности к полимиксину, фосфомицину и азтреонаму.
The objective is to study the prevalence, antibiotic resistance level and incidences of MBL-producing P.aeruginosa strains in the burn center (BC) and in the purulent-septic center (PSC) of the Krasnoyarsk Regional Clinical Hospital (KRCH) in the period from 2012 to 2017. Materials and methods: 8055 positive results of microbiological tests of wound discharge obtained in the burn and septic center of the KRCH for the period from 2012 to 2017. MBL products were studied in 613 strains of P.aeruginosa using the phenotypic method of “double disks with EDTA”. Repeated isolates isolated from the same patient were not included in the study. The resistance phenotype was studied in 84 P.aeruginosa strains isolated in 2017. The evaluation of antibiotic resistance was carried out to 12 antimicrobials from 5 groups according to MUK 4.2. 1890-04 "Determination of the sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs" (from 4.03.2004). Results: The prevalence of P.aeruginosa in the PSC and the BC of KRCH as a whole is 17.4%, while in the BC the prevalence is 2 times higher than in the PSC and was 20.4% and 11.5% respectively. All strains of P.aeruginosa are characterized by the MDR-resistance phenotype, more than 1/3 of the strains are characterized by the PDR-resistance phenotype. The MBL producers among P.aeruginosa strains were found in both PSC and BC in 63.5% and 67.1%, respectively. The antibiotic resistance of P.aeruginosa to antipseudomonas penicillins, cephalosporins, carbapenems, aminoglycosides and fluoroquinolones significantly exceeds the level of 20%, which indicates the need to exclude these antimicrobials from empirical therapy. Conclusions: For developing the local protocols for the treatment of infections caused by P. aeruginosa it is necessary to study the level of antibiotic resistance to polymyxin, fosfomycin and aztreonam.
p.aeruginosa
antibiotic resistance
metalbetalactamase
multidrug resistance.

Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка) относится к одному из самых распространенных возбудителей внутрибольничных инфекций, которые создают серьезные проблемы в медицинской практике, и в первую очередь в отделениях реанимации и интенсивной терапии [1].

Высокая метаболическая активность, а также генетическая пластичность позволяют P. aeruginosa занимать большое количество экологических ниш. В больницах выявляются множество экологических резервуаров P. aeruginosa, включая аэрозоли, питьевую воду, смесители/краны, раковины и душевые стоки, респираторное оборудование, увлажнители, эндоскопы, бассейны для гидротерапии, а также бассейны для купания [2]. Проблема дополнительно усугубляется тем, что возбудитель обладает «чувством кворума»  и  способен к образованию биопленки, которая переносит различные стрессовые факторы, включая антибиотики [3].

Для определения различных уровней устойчивости к антибиотикам (антибиотикорезистентности) используются международные согласительные критерии: мультирезистентность (MDR – multidrug resistance) – резистентность по меньшей мере к одному антибиотику в трех и более категориях антимикробных препаратов, экстремальная резистентность (XDR – extensively drug resistance) – нечувствительность по меньшей мере к одному антибиотику во всех категориях антимикробных препаратов, за исключением 1-2 категорий, панрезистентность (PDR – pandrug resistance) – нечувствительность ко всем антибиотикам во всех категориях антимикробных препаратов (12 категорий) [4].

Распространенность MDR P. аeruginosa за последнее десятилетие увеличилась на 30% в странах Восточной Европы [5]. По данным European Centre for Disease Prevention and Control на 2014 г., MDR–устойчивость характерна для 14,9% изолятов P. аeruginosa, 5,5% устойчивы ко всем пяти группам антибиотиков, которые находятся под регулярным наблюдением EARS-Net (ингибитор–защищенные антисинегнойные пенициллины (пиперациллин/тазобактам), фторхинолоны (левофлоксацин), антисинегнойные цефалоспорины (цефтазидим), аминогликозиды (амикацин, гентамицин) и карбапенемы (имипенем, меропенем)), а 2,0% изолятов P. aeruginosa устойчивы к полимиксинам [6].

В России сведения об уровне антибиотикорезистентности госпитальных штаммов P. аeruginosa получены в рамках многоцентрового эпидемиологического исследования антибиотикорезистентности возбудителей нозокомиальных инфекций (МАРАФОН) в 2013-2014 гг. Доля изолятов P. aeruginosa среди всех бактериальных возбудителей составила 19,6%. Нечувствительность к антисинегнойным цефалоспоринам III и IV поколения – цефепиму и цефтазидиму проявляли 51,9% и 55,9% изолятов, к ингибитор–защищенным антисинегнойным пенициллинам (пиперациллину-тазобактаму) – 57,9%, к карбапенемам: имипенему и меропенему – 65,7% и 59,7% изолятов соответственно. У 21,3% изолятов выявлена продукция металло-β-лактамаз. Большинство изолятов были также нечувствительны к фторхинолонам: ципрофлоксацину (61,1%) и левофлоксацину (62,84%), и аминогликозидам: гентамицину (57,7%), амикацину (50,5%) и тобрамицину (46,4%) [7]. Фенотипом множественной резистентности (MDR–устойчивости) обладали 83,2% изолята, фенотипом экстремальной резистентности (XDR–устойчивости) – 51,4% изолята, включая подавляющее большинство продуцентов MBL. XDR-изоляты, как правило, сохраняли чувствительность только к полимиксинам и фосфомицину [8].

Поскольку в настоящее время наиболее эффективными антибиотиками в отношении P. aeruginosa считаются карбапенемы, то приоритетным является изучение механизмов устойчивости именно к ним [7]. Формирование резистентности к карбапенемам может быть связано с различными механизмами, но наибольшее клиническое и эпидемиологическое значение имеет продукция P. aeruginosa приобретенных металло-β-лактамаз (МБЛ) [4]. МБЛ являются металлосодержащими гидролазами, содержащими в активном центре атом цинка, что делает их недоступными действию ингибиторов сериновых β-лактамаз (клавуланат, сульбактам, тазобактам). МБЛ гидролизуют не только карбапенемы, но и все другие β-лактамные антибиотики за исключением монобактамов (азтреонам). Опасность ферментов данного класса обусловлена их высокой каталитической активностью и способностью к быстрому горизонтальному распространению в бактериальных популяциях [9]. Таким образом, продукция МБЛ делает P. aeruginosa крайне устойчивым бактериальным возбудителем.

Чрезвычайная устойчивость P. aeruginosa к антибиотикам делает ее ключевым возбудителем множества оппортунистических нозокомиальных инфекций. P. aeruginosa является одной из наиболее распространенных бактерий, вызывающих вентилятор-ассоциированную пневмонию, относительная смертность при этом колеблется от 13,5% [10] до 44,4% [11].  P. аeruginosa является одним из основных патогенов, которые инфицируют пациентов с кистозным фиброзом, причем респираторная инфекция P. aeruginosa при кистозном фиброзе является основным предиктором смертности пациентов [12]. Инфекция P. aeruginosa остается распространенным угрожающим жизни осложнением после трансплантации органов (общая смертность среди реципиентов внутренних органов с инфекциями P. aeruginosa варьирует от 28% до 47%) [13].

Таким образом, повышение уровня множественной резистентности (MDR) P. aeruginosa у госпитализированных пациентов представляет собой серьезную угрозу для общественного здравоохранения. Инфекция P. aeruginosa тесно связана с высокой летальностью среди пациентов, длительной госпитализацией, множественными заболеваниями различных органов и систем, повышенной стоимостью лечения из-за ограниченного количества антимикробных терапевтических вариантов для инфицированных пациентов.

Цель работы: изучить распространенность, уровень антибиотикорезистентности и частоту встречаемости МБЛ-продуцирующих штаммов P. aeruginosa в ожоговом (ОЦ) и гнойно–септическом центре (ГСЦ) Краевой клинической больницы (ККБ) г. Красноярска за период с 2012  по 2017 г.

Материалы и методы исследования. 8055 положительных результатов микробиологических исследований раневого отделяемого, полученных в ожоговом и гнойно–септическом центре ККБ за период с 2012  по 2017 г. Продукция МБЛ изучена у 613 штаммов P. aeruginosa с помощью фенотипического метода «двойных дисков с ЭДТА». Повторные изоляты, выделенные от одного пациента, в исследование не включали. Фенотип устойчивости изучен у 84 штаммов P. aeruginosa, выделенных в 2017 году. Оценка антибиотикорезистентности проводилась к 12 противомикробным препаратам из 5 групп (аминогликозиды амикацин, гентамицин, нетилмицин; ингибитор–защищенные антисинегнойные пенициллины пиперациллин/тазобактам, тикарциллин/клавуланат; цефалоспорины цефепим, цефтазидим, цефоперазон, цефоперазон/сульбактам; карбапенемы имипенем, меропенем; фторхинолоны ципрофлоксацин) по МУК 4.2. 1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» (от 4.03.2004 г.).

Результаты исследования и их обсуждение. За 2012–2017 гг. в отделениях ОЦ и ГСЦ выделено 1405 штаммов P. aeruginosa, что составляет 17,4%. Наибольшая распространенность P. aeruginosa (около 20%) отмечается в ОЦ, в ГСЦ -  в два раза ниже (рисунок 1).

Рис. 1. Распространенность P. aeruginosa в ОЦ и ГСЦ ККБ за 2012–2017 гг.

 

Выделенные штаммы P. aeruginosa характеризуются высоким уровнем антибиотикорезистентности, который превышает 20% и определяет  возможность проведения эмпирической антибактериальной терапии [14]. Антибиотикорезистентность к аминогликозидам (амикацин, гентамицин, нетилмицин) выше 50% зарегистрирована в отделении анестезиологии и реанимации (ОАР) гнойно-септического центра (ГСЦ)  и ОАР ожогового центра (ОЦ), ожоговом отделении (ОО) ОЦ. При этом в ОАР ГСЦ за период 2012-2017 гг. отмечается рост антибиотикорезистентности к амикацину с 46,9% до 51,6%, к гентамицину - с 43,8% до 60,0%, к нетилмицину - с 19,4% до 69,2%. В ОАР ОЦ отмечается рост антибиотикорезистентности к амикацину с 52,5% до 62,4%, к гентамицину - с 56,0% до 62,6%, к нетилмицину - с 50,6% до 64,5% за период 2012–2017 гг. В ОО ОЦ за период 2012–2017 гг. отмечается рост антибиотикорезистентности к амикацину с 36,6% до 50,0%, к гентамицину - с 52,5% до 61,1%, к нетилмицину - с 39,4% до 55,0%. В отделении гнойной хирургии (ГХ) ГСЦ антибиотикорезистентность к амикацину и гентамицину находится на уровне 44-50%, при этом за период 2012–2017 гг. отмечается рост антибиотикорезистентности к амикацину с 43,2% до 44,7%, антибиотикорезистентность к нетилмицину составляет 25% только в 2017 г. В целом за анализируемый период уровень антибиотикорезистентности к аминогликозидам вырос. Антибиотикорезистентность к антисинегнойным ингибитор–защищенным пенициллинам, таким как пиперациллин/тазобактам и тикарциллин/клавуланат, находится на уровне выше 50% в каждом отделении ГСЦ и ОЦ ККБ. За период 2012–2017 гг. в ОАР ГСЦ отмечается рост антибиотикорезистентности к пиперациллину/тазобактаму с 38,7% до 53,8%, в ГХ ГСЦ - с 31,6% до 56,3%, в ОАР ОЦ – с 48,1% до 55,6%, в ОО ОЦ – с 40,5% до 54,2%. В целом за анализируемый период уровень устойчивости к ингибитор–защищенным пенициллинам вырос. Антибиотикорезистентность к антисинегнойным цефалоспоринам III и IV поколений, таким как цефепим, цефтазидим и цефоперазон, превышает 50% во всех анализируемых отделениях. За период 2012–2017 гг. в ОАР ГСЦ отмечается рост антибиотикорезистентности к цефепиму с 54,8% до 65,5%, к цефтазидиму - с 41,7% до 51,9%, уровень устойчивости к цефоперазону 50,0% только в 2017 г. (за период 2012–2015 гг. отмечался рост антибиотикорезистентности к цефоперазону с 69,0 до 93,3%), в ГХ ГСЦ отмечается рост антибиотикорезистентности к цефепиму с 56,4% до 65,8%, к цефтазидиму - с 33,3% до 58,8%, уровень устойчивости к цефоперазону 60,0% только в 2017 г. (за период 2012–2015 гг. отмечался рост антибиотикорезистентности к цефоперазону с 63,2% до 78,7%), в ОАР ОЦ отмечается рост устойчивости к цефтазидиму с 60,6% до 67,0%, в ОО ОЦ отмечается рост устойчивости к цефтазидиму с 43,2% до 56,8%, к цефоперазону - с 57,1% до 58,1%. В целом за анализируемый период уровень устойчивости к антисинегнойным цефалоспоринам III и IV поколений вырос. Антибиотикорезистентность к ингибитор–защищенным цефалоспоринам, таким как цефоперазон/сульбактам, несколько ниже и составила в 2017 г. 33% и 38% в ОАР и ГХ ГСЦ соответственно и 41,7% и 43,2% в ОАР и ОО ОЦ. Уровень антибиотикорезистентности к карбапенемам, таким как имипенем и меропенем, характеризуется одинаково высоким уровнем антибиотикорезистентности P. aeruginosa 55-60% во всех отделениях ГСЦ и ОЦ ККБ. За период 2012–2017 гг. в ОАР ГСЦ уровень антибиотикорезистентности к меропенему увеличился с 56,7% до 63,3%, в ГХ ГСЦ увеличился уровень устойчивости к меропенему с 48,6% до 55,6% и к имипенему с 57,9% до 66,7%, в ОО ОЦ увеличился уровень устойчивости к имипенему с 51,2% до 55,9%. В целом за анализируемый период уровень устойчивости к карбопенемам вырос. Устойчивость к фторхинолонам, таким как ципрофлоксацин, в ГСЦ и ОЦ варьирует от 58% до 68%, что исключает его применение в качестве эмпирической антисинегнойной терапии во всех отделениях ГСЦ и ОЦ ККБ.

Фенотипом MDR-устойчивости (устойчивость не менее чем к 3 антимикробным препаратам из перечисленных: пиперациллин + тазобактам, цефтазидим, фторхинолоны, аминогликозиды и карбапенемы) обладали все 100% штаммов P. aeruginosa. Фенотипом PDR-устойчивости (устойчивость одновременно ко всем перечисленным препаратам: пиперациллин + тазобактам, фторхинолоны, цефтазидим, аминогликозиды и карбапенемы) обладали 32,1% штаммов. Продукция MBL выявлена у 404 из 613 (65,9%) штаммов P. aeruginosa, в ГСЦ продуценты MBL составили 63,5%, в ОЦ 67,1% (таблица).

 

Доля продуцентов MBL среди штаммов P. aeruginosa, выделенных

в ГСЦ и ОЦ ККБ в 2012–2017 гг.

Отделение

годы

Всего изучено

МБЛ +

Отделение

годы

Всего изучено

МБЛ +

на наличие МБЛ

аб.ч.

%

на наличиеМБЛ

аб.ч.

%

ГХ ГСЦ

2012

3

1

33,3

ОО ОЦ

2012

18

6

33,3

 

2013

22

14

63,6

2013

42

25

59,5

 

2014

28

16

57,1

2014

40

27

67,5

 

2015

22

15

68,2

2015

31

23

74,2

 

2016

7

4

57,1

2016

1

1

100,0

 

2017

21

15

71,4

2017

28

15

53,6

ОАР ГСЦ

2012

4

1

25,0

ОАР ОЦ

2012

13

5

38,5

2013

18

14

77,8

2013

64

53

82,8

2014

26

17

65,4

2014

55

38

69,1

2015

12

11

91,7

2015

43

32

74,4

2016

4

2

50,0

2016

11

9

81,8

2017

30

15

50,0

2017

70

45

64,3

всего

 

197

125

63,5

всего

 

416

279

67,1

 

При этом доля продуцентов MBL среди штаммов P. aeruginosa за 2012–2017 гг. увеличилась в ГХ ГСЦ с 33,3% до 71,4%, в ОАР ГСЦ – с 25,0% до 50,0%, в ОО ОЦ – с 33,3% до 53,6%, в ОАР ОЦ – с 38,5% до 64,3%.

За анализируемый период доля продуцентов MBL среди штаммов P. aeruginosa, выделенных в ГСЦ и ОЦ ККБ, увеличилась практически в два раза: с 34,2% в 2012 году до 60,4% в 2017 году (рисунок 2).

Рис. 2. Доля продуцентов MBL среди штаммов P. aeruginosa, выделенных в ГСЦ и ОЦ ККБ в 2012–2017 гг.

 

Выводы

Распространенность P. aeruginosa в ГСЦ и ОЦ ККБ в целом составляет 17,4%, при этом в ОЦ распространенность в 2 раза выше, чем в ГСЦ, и составляет 20,4% и 11,5% соответственно.

Все выделенные штаммы P. aeruginosa характеризуются MDR-фенотипом устойчивости, более 1/3 штаммов – PDR-фенотипом устойчивости. Продуценты MBL среди штаммов P. aeruginosa выявлены как в ГСЦ, так и ОЦ в 63,5% и 67,1% случаев соответственно.

Антибиотикорезистентность P. aeruginosa к антисинегнойным пенициллинам, цефалоспоринам, карбапенемам, аминогликозидам и фторхинолонам существенно превышает уровень 20%, что свидетельствует о необходимости исключения этих противомикробных препаратов из схем эмпирической терапии.

Для разработки локальных протоколов лечения инфекций, вызванных P. aeruginosa, необходимо изучить уровень антибиотикорезистентности к полимиксину, фосфомицину и азтреонаму.