Етіопатогенез сучасних інфекцій. Частина 2. Резистентність збудників до антибіотиків. Госпітальні інфекції. Перспективні засоби терапії / Aetiopathogenesis of contemporary infections. Part 2. Antibiotic resistance. Nosocomial infections. Prospectiv

УДК 619: 616-022

Ключові слова: інфекційні хвороби тварин, збудники, резистентність до антибіотиків, госпітальні інфекції, лабораторна діагностика, ензібіотікі, епідеміологічне благополуччя

Key words: animal infectious diseases, pathogens, antibiotic resistance, nosocomial infections, laboratory diagnosis, enzybiotics, public health

Аннотоція

Друга частина огляду присвячена проблемам антибіотикорезистентності, госпітальних інфекцій, лабораторної діагностики бактеріальних і грибкових інфекцій, а також новим перспективним засобам терапії. Висвітлено різні типи лікарської резистентності мікроорганізмів, в т.ч. мультирезистентність. Поява агресивних, висококонтагіозних і резистентних штамів призвело до поширення в ветеринарії внутрішньолікарняних інфекцій. На цьому тлі вимагають перегляду традиційні підходи до діагностики і терапії інфекційних захворювань. Особливого значення набуває лабораторна діагностика і коректне визначення антібіотікочувствітельності. Перспективним засобом боротьби з інфекціями можуть стати ензібіотікі - новий тип протимікробних препаратів. Інфекційні хвороби тварин необхідно розглядати в контексті епідеміологічного благополуччя людини.

Summary

The second part of the survey is devoted to problems of antibiotic resistance, nosocomial infections, laboratory diagnosis of bacterial and fungal infections, as well as promising new therapies. Different types of antibiotic resistance (including multiresistance) are reviewed. The emergence of aggressive, highly contagious and resistant strains led to the spread of nosocomial infections in veterinary practice. Against this background, a revision of traditional approaches to diagnosis and treatment of infectious diseases is required. The laboratory diagnosis and the correct definition of antibiotic susceptibility are particularly significant. Promising tools to control infections are enzybiotics - a new type of antimicrobial agents. Infectious diseases of animals should be considered in the context of public health.

В даний час практикуючі лікарі все частіше стикаються з інфекційними захворюваннями, з працею піддаються традиційним засобам і схемами терапії. Це пов'язано з поширенням в етіологічної структурі штамів збудників, стійких до дії протибактерійних лікарських засобів.

Резистентність до антибіотиків зумовлена ​​не тільки освітою биопленок (див. Першу частину статті), а й іншими механізмами, що мають генетичну природу. Одним з найважливіших механізмів є утворення мікробних ферментів, здатних безпосередньо руйнувати антибіотики. Найбільшу клінічну значимість сьогодні представляють такі типи лікарської резистентності:

• у грам-негативних бактерій - бета-лактамази розширеного спектру (БЛРС) і карбапенемази (KP);

• у стафілококів - метицилін-резистентність (MRS), яка є індикатором стійкості до всіх бета-лактамних антибіотиків. Також починають поширюватися ванкоміцин-резистентні штами стафілококів (VRS);

• у ентерококів також спостерігається резистентність до глікопептидні антибіотики ванкомицину (VRE).

Патогенні гриби також проявляють резистентність до протигрибкових препаратів. На Рис. 1 представлений штам дріжджового гриба Candida krusei, резистентний до флуконазолу і ітраконазолу - найбільш поширеним в практиці протигрибкових препаратів.

Крім того, в останні роки зростає число мультирезистентних штамів мікроорганізмів, які проявляють резистентність одночасно до кількох антибіотиків різних класів (H. Nikaido, 2009). Такий високий рівень стійкості може утворюватися двома шляхами. У першому випадку в бактеріальної клітці акумулюється безліч генів, кожен з яких кодує резистентність до якого-небудь одного антибіотика. У другому випадку мультирезистентність обумовлена ​​підвищеною експресією генів, що кодують механізм Еффлюкс (активного викиду з клітини чужорідних речовин, в т.ч. антибіотиків). Один з мультирезистентних штамів Pseudomonas aeruginosa представлений на Рис. 2 - він проявив стійкість до антибіотиків наступних груп: пеніциліни (в т. Ч. «Захищені»), цефалоспорини III і IV поколінь, карбапенеми, фторхінолони, аміноглікозиди, тетрацикліни, котримоксазол.

В даний час мультирезистентні збудники придбали настільки серйозне значення, що їм присвоєно статус «глобальної емерджентной хвороби» (global emergent disease). Тварини можуть бути джерелами мультирезистентних штамів, небезпечних для людини, що представляє серйозну проблему для суспільної охорони здоров'я (I. Roca et al., 2015).

Виникненню антибіотикорезистентності сприяє неграмотне і часто невиправдане терапевтичне використання антибіотиків, профілактичне використання антибіотиків, а також використання антибіотиків в якості стимуляторів росту (у продуктивних тварин). Відомо, що при невиправданому застосуванні антибіотиків широкого спектру дії порушується баланс в нормальної мікробіоти тварини - чутливі мікроорганізми знищуються, а більш стійкі виживають і розмножуються. В результаті цього розвивається резистентність не тільки у бактерій-збудників, а й у бактерій, що становлять ендогенну комменсальной мікробіоту організму тварин. Такі бактерії-комменсали здатні самостійно викликати опортуністичні інфекції, а крім того є своєрідним резервуаром генів резистентності для хвороботворних бактерій (A. van den Bogaard et al., 1999).

Резистентні штами бактерій (таких як Escherichia coli, Salmonella spp., Campylobacter spp., Staphylococcus spp., Enterococcus spp. Та ін.) Можуть передаватися від тварин до людини як при безпосередньому контакті, так і через харчовий ланцюжок. Більш того, бактерії від тварин можуть передавати свої гени резистентності збудників хвороб людини. Так, після впровадження в практику ветеринарного антибіотика апраміціна гени резистентності до нього були виявлені не тільки у бактерій від тварин, але також і у бактерій-представників комменсальной мікрофлори людини, у зооантропонозних збудників (Salmonella spp.), А також у строго антропофільнимі патогенів, таких як Shigella spp. (A. van den Bogaard et al., 2000).

Викладені вище особливості сучасних збудників багато в чому призвели до поширення внутрішньолікарняних інфекцій (ВЛІ), які вже протягом багатьох років є найгострішою проблемою гуманної медицини. Однак в останні роки спостерігається тривожна тенденція поширення ВЛІ і у ветеринарній практиці, що побічно пов'язане з прогресом ветеринарної медицини - масовою появою стаціонарів, відділень реанімації та інтенсивної терапії, проведенням високотехнологічних операцій, впровадженням сучасних інвазивних методів діагностики і терапії. Як і в гуманній медицині, збудники внутрішньолікарняних інфекцій тварин характеризуються широким спектром стійкості до антибіотиків (Johnson J., 2002).

ВЛІ (відомі також як госпітальні, нозокоміальних інфекції) пов'язані з перебуванням тваринного в лікувальному ветеринарній установі. Це може бути як тривале перебування в стаціонарі, так і короткочасний візит. Відповідно, зараження тварини відбувається тими штамами збудників, які циркулюють в даній ветеринарній клініці. Джерелом зараження можуть служити всі об'єкти лікарняного середовища, обладнання, інструменти, медикаменти, а також інші тварини-пацієнти. Однак найбільш значимим фактором зараження є ветеринарний персонал.

Інфекції можуть бути локалізовані в будь-якому місці, але найбільш часто зустрічаються ВЛІ сечовидільної системи, кровоносної системи, пневмонії, бактеріальні діареї, хірургічні інфекції.

Штами мікроорганізмів, що циркулюють у внутрішньолікарняної середовищі ( «госпітальні штами»), мають ряд характерних рис. Перш за все, це дуже вірулентні штами, що володіють широким набором факторів агресивності. Крім того, вони високо контагіозний і, що особливо важливо, високостійкі до дії антибіотиків і дезінфектантів. Нерідкі випадки, коли резервуарами госпітальних штамів є навіть дезінфікуючі розчини, що застосовуються в ветучрежденіі. Саме під внутрішньолікарняної середовищі відбувається селекція і накопичення агресивних мультирезистентних штамів збудників, що викликають важко виліковні е інфекційні захворювання. Відомо, що в гуманній медицині на госпітальні штами доводиться найвищий рівень захворюваності, рецидивів і смертності (M. Mohammed et al., 2014 року).

Внутрішньолікарняних інфекцій набагато стійкіші до антибіотикотерапії, т. К. Викликаються мультирезистентними штамами.

Терапія таких інфекцій обходиться істотно дорожче, тому що вимагає застосування новітніх дорогих препаратів. Для ветеринарної медицини це грає особливо важливу роль, тому що нерідко власники тварин обмежені в коштах і не можуть оплатити тривале перебування тварини в стаціонарі і лікування дорогими антибіотиками, в результаті чого тварин піддають евтаназії (A. Steele, 2009).

Найбільш часто збудниками ВЛІ є такі мікроорганізми, як Enterococcus spp., E. coli, Staphylococcus spp., Enterobacter spp., Klebsiella spp., Acinetobacter spp., Pseudomonas spp. З них Enterococcus spp., E. coli і Staphylococcus spp. здатні легко купувати детермінанти резистентності: резистентність до ванкоміцину у ентерококів, мультирезистентність у E. coli, метицилін-резистентність у стафілококів. Протягом багатьох років ці мікроорганізми є проблемою для гуманної медицини, а в даний час набувають все більшого значення і в ветеринарії.

У гуманній медицині на сьогодні накопичено великий досвід по профілактиці і боротьбі з внутрішньолікарняними інфекціями, і ветеринарним фахівцям необхідно взяти цей досвід на озброєння. Тим більше, що в більшості випадків для профілактики ВЛІ досить таких елементарних заходів, як миття рук між пацієнтами, дезінфекційна обробка інструментів, інвентарю та робочих приміщень. Як уже згадувалося, власники нерідко вдаються до евтаназії тварин у разі зараження трудноизлечимой ВЛІ. Оскільки в більшості випадків ці інфекції можна було попередити, відповідальність за них лягає на плечі ветеринарного персоналу, який повинен знати і строго дотримуватися профілактичні заходи.

Ситуація, що склалася вимагає переглянути традиційні підходи до діагностики і терапії інфекційних захворювань. Адекватна достовірна діагностика неможлива без проведення компетентного мікробіологічного дослідження (Рис. 3). Воно дозволяє судити про все мікробному пейзажі в осередку ураження, виділити і ідентифікувати всіх членів мікробної асоціації, оцінити чисельність популяції мікроорганізмів. Кількісна оцінка дозволяє з відомою точністю відрізнити інфекцію від колонізації і контамінації.

Першорядне значення набуває точність вибору протимікробного засобу (антибіотика), його ефективність проти конкретного збудника. Маючи справу з резистентними госпітальними штамами, не можна повністю покладатися на емпіричний підхід в терапії.

При цьому визначення чутливості збудника традиційним диско-дифузійним методом може виявитися недостатнім. Для препаратів з до-зозавісімим ефектом виникає необхідність кількісного визначення МПК (мінімальної переважної концентрації) (Рис. 4, 5). Це допоможе визначити ефективну дозу для конкретного збудника з урахуванням локалізації інфекції. Для полірезистентних госпітальних штамів це може бути єдиним способом визначення ефективної терапії. Також лабораторія повинна бути здатна до виявлення специфічних типів медикаментозної резистентності, які не завжди виявляються рутинними методами.

Терапія інфекцій, що викликаються високоустойчіви штамами мікроорганізмів, є найважливішою проблемою сучасної медицини, як гуманної, так і ветеринарної. У відповідь на появу таких інфекцій, фармакологами були запропоновані нові модифікації антибіотиків, чия формула забезпечує стійкість до дії літичних мікробних ферментів. Наприклад, дія мікробних бета-лактамаз здатна блокувати клавулановая кислота, яку вводять до складу деяких бета-лактамних антибіотиків. Такі антибіотики отримали назву «захищених», наприклад, амоксициліну клавуланат. Вони ефективні проти тих штамів, які стійкі до дії звичайних, незахищених форм бета-лактамів.

Також може бути ефективним поєднане застосування двох антибіотиків, що володіють синергічний ефект. Однак для використання цього підходу необхідно лабораторне визначення ефективності дії двох препаратів щодо конкретного штаму збудника - препарати можуть проявити як синергічний, так і конкурентний ефекти (M. Поляк, 2014 року).

Слід враховувати, що наявні на сьогодні класи антибіотиків в різній мірі схильні до дії мікробних літичних ферментів. До деяких з них, наприклад, незахищеним беталак-Тамам (пеніциліни, цефалоспорини), резистентність зустрічається набагато частіше, ніж, наприклад, до антибіотиків класу фторхінолонів. Також встановлено, що певні антибіотики можуть бути ефективні навіть відносно біоплівок. Зокрема, фторхінолони третього покоління ефективні проти біоплівок, утворених Pseudomonas aeruginosa (T. Goto et al., 1999). Ще раз слід зазначити, що при виборі засобу терапії необхідно враховувати результати лабораторного дослідження, в т. Ч. Антибіотикограми.

Однак в цілому стає все більш очевидним, що наявних в арсеналі лікарських засобів вже недостатньо для ефективної терапії інфекційних захворювань, і переможна ера антибіотиків хилиться до свого занепаду. Кількість нових препаратів, які виходять на ринок, в 2000-х роках різко скоротилося, і в ветеринарії їх нестача відчувається особливо гостро. Що стосується відкриття нових механізмів дії, то ще з 1987 р жодного принципово нового класу антибіотиків запропоновано не було.

Які ж подальші перспективи боротьби з інфекційними захворювань? На думку багатьох дослідників, прийти на зміну антибіотиків можуть т. Н. ензібіотікі - препарати, в корені відрізняються від антибіотиків за механізмом дії. За своєю природою вони є ферментами, здатними безпосередньо лизировать ті чи інші структури мікробної клітини. Продуцентами цих ферментів є бактеріофаги, а також бактерії та інші мікроорганізми. Колосальною перевагою ензібіотіков є те, що вони з успіхом лизируют мікроорганізми будь-якого типу резистентності, в т. Ч. І госпітальні штами, і при цьому не виявляють таких побічних ефектів на макроорганізм, як багато антибіотиків.

До ензібіотікам у всьому світі зараз прикута найпильніша увага, і, безумовно, цей новий тип лікарських засобів відкриває величезні перспективи в боротьбі з інфекційними захворюваннями. Розробкою ензібіотіков зараз активно займаються багато наукові лабораторії в усьому світі, в тому числі і в нашій країні. Про те, наскільки активно ведуться ці дослідження, можна судити по онлайн-базі phiBIOTICS ( http://www.phibiotics.org ), Де зібрана інформація по декільком десяткам ензібіотіков, застосовуваним з терапевтичною метою.

Окремі препарати цієї групи вже випущені на ринок деяких країн. Наприклад, дісперсін - ензібіотік, діючий цілеспрямовано на біоплівки. Він лизирует цементуюче речовина біопленочного матриксу полі-N-ацетил-глюкозамін. Дана речовина утворюється в біоплівках як грампозитивних, так і грамнегативних організмів, тобто дісперсін володіє широким протимікробну потенціалом. В даний час комерційний дісперсін для ветеринарного застосування доступний в Канаді як засіб проти отитів і інфекцій, асоційованих з атопічний дерматит.

Ще одним перспективним ензібіотіком є ​​лізостафін, дія якого специфічно направлено проти Staphylococcus aureus, найважливішого збудника інфекцій, в т. Ч. І внутрішньолікарняних. Літичної дію лізостафін направлено проти пептидогликана - структурного речовини клітинної стінки стафілококів (J. Kumar, 2008). Лізостафін ефективний відносно високорезистентних штамів, а також щодо стафілококових биопленок. Примітно, що він може застосовуватися не тільки зовнішньо, але і парентерально, тобто може використовуватися для терапії стафілококових інфекцій глибокої локалізації. В даний час лізостафін для клінічного застосування поки випускається тільки в Китаї. У Росії розробкою лікарських засобів на основі дісперсіна і лізостафін активно займається «ФНІЦЕМ ім. Н.Ф. Гамалії ».

На завершення хотілося б відзначіті, что інфекції тварин и людини знаходяться в тісному взаємозв'язку - между ними ціркулюють одні и ті ж види збудніків и даже ті ж штами. Сучасні виклики, які кидають інфекційні захворювання, стосуються і гуманної, і ветеринарної медицини, і для успішного їх подолання потрібні консолідовані зусилля фахівців суміжних дисциплін, спільні науково-дослідні та прикладні проекти за участю практикуючих фахівців. Не випадково все більше визнання отримує концепція «One Health» - «Одне здоров'я», яка декларує комплексний підхід до проблеми інфекційних захворювань. Ми ще раз переконуємося в тому, що ветеринарія забезпечує здоров'я і благополуччя не тільки тварин, а й людини.

Автор буде радий отримати відгуки і відповісти на питання читачів на сторінці Facebook за адресою www.facebook.com/vetinfections або поштою: [email protected]

література

1. Поляк М. Роль мікробіологічної служби в забезпеченні ефективної антибіотикотерапії на сучасному етапі. Медичний алфавіт - Сучасна лабораторія, 2014 року, 15 (231), стор. 51-55.

2. Anthony E. van den Bogaard, Stobberingh E. Antibiotic usage in animals: impact on bacterial resistance and public health. Drugs. 1999 Oct; 58 (4): 589-607.

3. Anthony E. van den Bogaard, Stobberingh E. Epidemiology of resistance to antibiotics. Links between animals and humans. Int J Antimicrob Agents. 2000 May; 14 (4): 327-35.

4. Goto T., Nakame Y., Nishida M., Ohi Y. In vitro bactericidal activities of beta-lactamases, amikacin and fluoroquinolones against Pseudomonas aeruginosa biofilm in artificial urine. Urology. 1999 May; 53 (5): 1058-62.

5. Johnson J. Nosocomial infections. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2002 Sep; 32 (5): 1101-26.

6. Kumar J. Lysostaphin: an antistaphylococcal agent. Appl Microbiol Biotechnol. 2008 Sep; 80 (4): 555-61. doi: 10.1007 / s00253-008-1579-y.

7. Mohammed M., Mohammed A., Mirza M., Ghori A. Nosocomial infections: An overview. Int. Res. J. Pharm., 2014 року, 5 (1), pp 7-12; doi: 10.7897 / 2230-8407.050102.

8. Nikaido H. Multidrug resistance in bacteria. Annu Rev Biochem. 2009 року; 78: 119-46. doi: 10.1146 / annurev.biochem.78.082907.145923.

9. Roca I., Akova M., Baquero F., Carlet J. et al. The global threat of antimicrobial resistance: science for intervention. New Microbes New Infect. 2015 Apr 16; 6: 22-9. doi: 10.1016 / j.nmni.2015.02.007. eCollection 2015.

10. Steele A. Nosocomial infections: what's the big deal? AAHA Phoenix 2009 proceedings. American Animal Hospital Association, Phoenix, Arizona, March 26-29, 2009 PP 737-741.