Род Klebsiella получил свое название в честь известного немецкого ученого микробиолога Эдвина Клебса, который впервые описал микроб в 1875 году [1]. Клебсиеллы являются комменсалами кишечного и дыхательного трактов, поэтому длительное время сохранялось мнение о них как об условно-патогенных возбудителях преимущественно госпитальных инфекций, вызывающих патологический процесс только у иммунологически скомпрометированных пациентов. Klebsiella pneumoniae вызывают инфекции мочевых путей, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, раневые послеоперационные инфекции и даже сепсис [2]. По данным современных исследований, Klebsiella pneumoniae относят к приоритетным бактериальным патогенам как вне-, так и внутрибольничных инфекций мочевых путей (ИМП) [3-5]. Нередко ИМП возникают у пациентов, страдающих мочекаменной болезнью (МКБ) [6]. Немногочисленные работы, посвященные микробиологическому анализу камней почек и культуры мочи, указывают на Klebsiella pneumoniae как на одного из ведущих уропатогенов при МКБ [7]. Присутствие патогенных микроорганизмов в очаге воспаления определяет необходимость применения антимикробных препаратов, рациональность их назначения коррелирует с данными локального микробиологического мониторинга.

В настоящее время активно обсуждаются вопросы формирования у этих штаммов новых механизмов резистентности к антимикробным препаратам и появления новых факторов защиты от системы врожденного иммунитета человека [8-10]. Растущая изоляция штаммов Klebsiella pneumoniae с множественной лекарственной устойчивостью значительно сузила терапевтические возможности лечения клебсиеллезных инфекций. Бактерии рода Клебсиелла являются одним из главных резервуаров генов, устойчивых к антибиотикам [11]. Транспозоны, интегроны, плазмиды активно участвуют в горизонтальном генетическом обмене и способствуют приобретению и распространению генов устойчивости в микробном сообществе [12]. Фактически многие из генов, устойчивых к антибиотикам, которые в настоящее время обычно встречаются в организмах с множественной лекарственной устойчивостью, были впервые описаны у клебсиеллы [13]. Неудивительно, что именно этот патоген был зарегистрирован как один из первых панрезистентных штаммов бактерий [14].

Риск развития инфекции мочевых путей, этиологическим агентом которой являются резистентные патогены, значительно возрастает в условиях латентного течения инфекций мочеполового тракта, при хронических инфекциях, при длительном персистировании возбудителя в мочевыводящих путях, что нередко наблюдается при мочекаменной болезни. Знание структуры антибиотикорезистентности приоритетных возбудителей на локальном уровне определяет рациональность назначения антибиотиков.

Целью работы было изучение структуры антибиотикорезистентности Klebsiella pneumoniae, выделенной у пациентов с обострением мочекаменной болезни.

Материал и методы исследования. Материалом исследования были истории болезней 500 пациентов, находившихся на лечении по поводу обострения мочекаменной болезни в 4 стационарах г. Воронежа: БУЗ ВО «ВГКБСМП № 8», БУЗ ВО «ВГКБ № 3», БУЗ ВО «ВГКБСМП № 1» и БУЗ ВО «ВГКБСМП № 10» за период с 2017 по 2019 г. Всем больным было проведено стандартное обследование, включающее данные клинических, лабораторных и инструментальных тестов. Дизайн исследования: наблюдательное, описательное, выборочное; на его проведение было получено разрешение Этического комитета ФГБОУ ВО «ВГМУ им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России.

Среди 500 пациентов, которые были госпитализированы в 4 стационарах города Воронежа за период с 2017 по 2019 г. с обострением мочекаменной болезни проведена выборка: для реализации цели настоящего исследования основным критерием включения было обнаружение Klebsiella pneumonia в двух последовательных (через 24 часа) бактериологических посевах мочи. Выделение флоры мочи осуществлялось стандартными бактериологическими методами. Критериями исключения пациентов из исследования являлись отрицательный результат бактериологического посева мочи, положительный результат посева с выделением иной флоры.

Чувствительность к антибиотикам изучалась диско-диффузионным методом на агаре Мюллера-Хилтона с интерпретацией результатов согласно МУК 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам», использовали стандартизованные диски с антимикробными препаратами (пенициллинами, аминогликозидами, фторхинолонами, цефалоспоринами, тетрациклинами, карбапенемами и нитрофуранами). В зависимости от диаметра задержки зон роста возбудитель был интерпретирован как чувствительный или резистентный.

Обработка результатов исследования проведена с использованием стандартного пакета статистических программ, количественные данные представлены в виде средней арифметической и ошибки средней (M±m), качественные данные – в виде относительного показателя (n/%); для расчета достоверности различий использовали непараметрический критерий Пирсона χ2, различия считались значимыми при уровне р<0,05.

В настоящее исследование были включены 58 пациентов, имевших положительный результат бактериологического посева мочи с выделением Klebsiella pneumoniae, из них 41,4% (n=24) мужчины и 58,6% (n=34) женщины, средний возраст – 68,90±1,68 года. Большинство пациентов (51/87,9%) в стационаре получали антибиотики: цефалоспорины (34/58,6%) и фторхинолоны (17/29,3%). На основании результатов резистограмм пациенты были разделены на 5 групп (табл. 1).

Таблица 1

Распределение пациентов с обострением МКБ по группам

У пациентов первой группы Klebsiella pneumonia была чувствительна ко всем антимикробным препаратам (n/% - 4/6,9%). У пациентов второй группы Klebsiella pneumonia была монорезистентна, т.е. устойчива к одной группе антибактериальных препаратов (9/15,5%). Третью группу (6/10,3%) составили пациенты, у которых клебсиелла имела устойчивость к двум группам антибиотиков, т.е. была полирезистентна. Четвертая группа была представлена больными (10/17,2%), у которых высевалась Klebsiella pneumoniae, устойчивая к трем группам антибактериальных препаратов, т.е. имевшая множественную резистентность. Пятую группу составили пациенты (29/50,0%), у которых в посеве была обнаружена Klebsiella pneumoniae с экстремальной резистентностью, т.е. резистентная ко всем классам антибиотикам, кроме одной-двух групп антимикробных препаратов.

Результаты исследования и их обсуждение

Klebsiella pneumoniae была обнаружена в 11,6% случаев у 58 из 500 пациентов, госпитализированных по поводу обострения мочекаменной болезни. Только у четырех пациентов (6,9%) Klebsiella pneumoniа была чувствительна ко всем группам антибиотиков, в 93,1% случаев она имела различные варианты устойчивости: в 15,5% случаев была монорезистентна, в 10,3% - полирезистентна, в 17,2% имела множественную резистентность и в половине случаев (n/% - 29/50,0%) - экстремальную резистентность, что было как минимум в 3 раза чаще по сравнению с остальными вариантами, р=0,0002. Все группы были сопоставимы по полу и возрасту, значимых различий между группами не выявлено.

С середины ХХ столетия диагностическим титром инфекции мочевых путей считали критерий E.H. Kass - обнаружение более 105 КОЕ/мл бактерий в моче [15], однако в настоящее время клинически значимыми для диагностики инфекции мочевыводящих путей и назначения антимикробных препаратов являются и более низкие концентрации возбудителя в моче, это определяет пол, возраст, особенности забора мочи для исследования (например, с помощью катетера), клинические симптомы, лечение антибиотиками [16]. У пациентов с МКБ, осложненной инфекцией мочевых путей, в качестве этиологического агента которой была определена Klebsiella pneumoniae, уровни бактериурии 103 – 105 КОЕ/мл и 106 – 108 КОЕ/мл встречались соответственно в 57,4% и 42,6% случаях (табл. 2). Проведено сравнение структуры уровня бактериурии в исследованных группах пациентов. В группе больных, имевших в посевах мочи чувствительную к антимикробным препаратам клебсиеллу, более низкий титр встречался в 3 раза чаще по сравнению с более высоким – 75,0% против 25,0%. С увеличением степени резистентности увеличивался и уровень концентрации бактерий в моче: уровень бактериурии 106-108 КОЕ в 1 мл наблюдался у 11,1% больных 2-й группы (монорезистентность), в 3 раза чаще - у 33,3% - 3-й группы (полирезистентность), в 4 раза чаще - в 40,0% случаев - у пациентов 4-й группы (множественная резистентность) и в 5 раз чаще – у 55,2% - 5-й группы (экстремальная резистентность). Между 5-й и 2-й (монорезистентность) группами различия были достоверны, р=0,023, χ2=5,39.

Таблица 2

Уровень бактериурии штаммов Klebsiella pneumoniae в исследованных группах больных с обострением МКБ

Примечания: * - р<0,05, различия между группами достоверны.

Частота резистентности Klebsiella pneumoniae к антимикробным препаратам всего и по группам больных представлена на рисунке. Наивысший уровень резистентности имели 4 группы препаратов - пенициллины, цефалоспорины, фторхинолоны и аминогликозиды, р<0,0001, χ2=18,15. Уровень устойчивости к пенициллинам в общей структуре составил 87,04%, что было достоверно чаще по сравнению с другими препаратами – р=0,047, χ2=3,65. Резистентность к цефалоспоринам составила 70,37%, фторхинолонам – 72,22% и аминогликозидам – 64,81%. Высокий уровень чуствительности Klebsiella pneumoniae наблюдалась по отношению к карбапенемам и тетрациклинам.

Частота резистентности Klebsiella pneumoniae к антимикробным препаратам в исследованных группах больных с обострением МКБ

Пациенты второй группы (с монорезистентностью) имели Klebsiella pneumoniae, устойчивую к ампициллину – в 66,7%, ципрофлоксацину – в 22,2% и цефтриаксону – в 11,1% случаях. Как видно из рисунка 1, в 3-й группе пациентов, имевших в бактериологическом анализе мочи полирезистентную бактерию, в 83,3% случаев определялась резистентность к ампициллину в сочетании с одним из антимикробных препаратов другого класса (цефалоспорином, фторхинолоном, аминогликозидом, нитрофураном). В структуре полирезистентности в 2 раза чаще остальных встречалась комбинация пенициллинов с производными нитрофуранов (33,3%), без достоверных различий по сравнению с остальными вариантами. У одного пациента (16,7%) наблюдалось сочетанная устойчивость клебсиеллы к цефалоспоринам и фторхинолонам.

В 4-й группе пациентов, у которых высевалась Klebsiella pneumoniae, устойчивая к трем группам антибактериальных препаратов, т.е. имевшая множественную резистентность, в 80,0% случаях имела место резистентность к цефалоспоринам, в 70,0% - к пенициллинам, в 60,0% - к фторхинолонам, в 50,0% - к аминогликозидам. Реже других наблюдалась устойчивость к препаратам нитрофуранового ряда, достоверные различия определены по отношению к первым трем группам антибиотиков (р=0,029, χ2 =5,49).

Самой частой комбинацией антибиотиков в структуре резистентности клебсиеллы в 4-й группе больных было сочетание пенициллинов, аминогликозидов и цефалоспоринов (30,0%). Устойчивость к комбинации пенициллинов, фторхинолонов и цефалоспоринов отмечена у 20,0% пациентов, также у 20,0% определена резистентность к комбинации аминогликозидов, фторхинолонов и цефалоспоринов. В остальных 30% случаев наблюдались 3 комбинации: 1 – пенициллины, аминогликозиды, фторхинолоны; 2 - пенициллины, аминогликозиды, нитрофураны; 3 – фторхинолоны, цефалоспорины, карбапенемы.

В 5-й группе больных практически все штаммы клебсиеллы были устойчивы к пенициллинам, цефалоспоринам, фторхинолонам и аминогликозидам, что было достоверно чаще по отношению к остальным классам антимикробных препаратов, р<0,0001, χ2=30,5. В структуре экстремальной резистентности Klebsiella pneumoniae наиболее часто встречалась комбинация пенициллинов, аминогликозидов, фторхинолонов и цефалоспоринов – в 62,07% случаев, что было значимо по сравнению с остальными сочетаниями, р=0,0005, χ2=12,2 (табл. 3).

Таблица 3

Структура экстремальной резистентности Klebsiella pneumoniae

Примечания: * - достоверно чаще по сравнению с другими комбинациями.

Изучение видовой структуры возбудителей и их уровня резистентности к антимикробным препаратам в настоящее время чрезвычайно актуально и проводится во всех многопрофильных медицинских организациях в мире. Изучение вклада Klebsiella pneumonia в этиологическую структуру инфекций мочевыводящих путей и распространенности ее резистентности к антибиотикам представляет интерес не только для урологов, но и для врачей других специальностей, т.к. этот возбудитель является ведущим агентом нозокомиальных инфекций [5]. Учитывая продолжительные сроки получения результатов микробиологических исследований, назначение антибактериальной терапии проводят, главным образом, эмпирически. Поэтому результаты локального микробиологического мониторинга являются основным фундаментом стратегии как назначения антибиотиков, так и сдерживания антибиотикорезистентности.

В современной периодической литературе работ, посвященных изучению структуры возбудителей ИМП у больных с МКБ и уровню их резистентности, не так много. По данным Wang S. и соавторов (2020), у пациентов с мочекаменной болезнью доля Klebsiella pneumonia в этиологической структуре инфекций составила 6,8% [17]; результаты исследования Chen D. и соавторов (2019) указывают на более высокую распространенность – 10,4% [18], аналогичные данные получены в нашем исследовании. Однако все исследователи единодушны в том, что возможности этиотропной терапии резко ограничены растущей устойчивостью возбудителей. По данным зарубежных исследований, множественная лекарственная устойчивость наблюдалась почти у половины выделенных штаммов клебсиеллы, результаты нашего исследования свидетельствуют о более высоком уровне распространенности штаммов, устойчивых к нескольким классам АМП.

При назначении антимикробных препаратов при лечении инфекций мочевых путей препаратами выбора являются лекарственные средства из групп цефалоспоринов и фторхинолонов, они и были назначены больным с обострением ИМП на фоне мочекаменной болезни, несмотря на то что более 70% пациентов имели к ним устойчивость. Аналогичная ситуация наблюдается повсеместно и требует дальнейших исследований по оптимизации протоколов лечения с учетом локальных данных этиологической структуры возбудителей и их антибиотикорезистентности, а также данных по стратификации пациентов по риску наличия резистентных штаммов.

Заключение. Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено, что среди больных, госпитализированных в стационары г. Воронеж с обострением мочекаменной болезни, Klebsiella pneumoniae высеивалась в 11,6% случаев. В 93,1% случаев она была резистентна: у 15,5% пациентов определена монорезистентность, у 10,3% - полирезистентность, у 17,2% - множественная резистентность и у 50,0% - экстремальная резистентность, последняя достоверно чаще всех остальных. В большинстве случаев (более 2/3) Klebsiella pneumoniae имела устойчивость к четырем классам антибиотиков: пенициллинам, фторхинолонам, цефалоспоринам и аминогликозидам, что ограничивает их применение в клинической практике в стандартных дозах.