Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Тимофеева О.Г.

Бактериологическая лаборатория ГБУЗ «Городская клиническая больница №15 им. О.М. Филатова», ДЗМ, Москва, Россия

Поликарпова С.В.

Ассоциация специалистов и организаций лабораторной службы «Федерация лабораторной медицины»;
ГБУЗ «Городская клиническая больница №15 им. О.М. Филатова» Департамента здравоохранения Москвы

Локальный микробиологический мониторинг штаммов Enterobacterales, продуцирующих карбапенемазы

Авторы:

Тимофеева О.Г., Поликарпова С.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Лабораторная служба. 2019;8(3): 14‑19

Просмотров: 2576

Загрузок: 130

Как цитировать:

Тимофеева О.Г., Поликарпова С.В. Локальный микробиологический мониторинг штаммов Enterobacterales, продуцирующих карбапенемазы. Лабораторная служба. 2019;8(3):14‑19.
Timofeeva OG, Polikarpova SV. Local microbiological monitoring of carbapenemases-producing Enterobacterales. Laboratory Service. 2019;8(3):14‑19. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/labs2019803114

?>

Введение

Карбапенемазы — ферменты грамотрицательных микроорганизмов, которые гидролизуют бета-лактамные антибиотики: пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы. До последнего времени карбапенемы являлись препаратами выбора для лечения угрожающих жизни инфекций, вызванных грамотрицательными микроорганизмами. Появление и распространение штаммов бактерий, устойчивых к этим антибиотикам, приводит к неэффективности антибактериальной терапии и представляет серьезную угрозу общественному здоровью во всем мире. При этом особую озабоченность вызывает быстрое распространение карбапенем-устойчивых штаммов энтеробактерий. В Российской Федерации за 5лет, с 2012 по 2016 г., согласно доступным данным ресурса AMRmap [1], доля энтеробактерий, нечувствительных (устойчивых и умеренно-устойчивых) к меропенему, выросла с 1,28 до 13,84%, имипенему — с 7,69 до 14,11%, эртапенему — с 8,97 до 25,84%. Среди представителей порядка Enterobacterales наибольшей устойчивостью к карбапенемам обладает K. pneumoniae. Доля нечувствительных к карбапенемам штаммов K. pneumoniae увеличилась за тот же период времени к меропенему с 1,3 до 24,41%, к имипенему с 9,09 до 22,24%, к эртапенему с 12,9 до 43,94%. Оперативно проследить динамику роста устойчивых к карбапенемам штаммов энтеробактерий в Москве с использованием данного ресурса не представляется возможным в связи с небольшим количеством доступных данных, которые размещаются на ресурсе со значительной задержкой во времени. Усредненный уровень резистентности энтеробактерий к карбапенемам в Москве за доступный для анализа период (2014—2016 гг.) составил 9,49% к меропенему, 10,44% к имипенему, 22,47% к эртапенему. Анализ штаммов K. pneumoniae, выделенных за тот же период, показал гораздо более высокий уровень резистентности (25,25; 21,21 и 56,57% соответственно). В нашем стационаре доля штаммов K. pneumoniae, нечувствительных к меропенему, увеличилась за период с 2012 по 2016 г. с 8,0 до 34,4%, к имипенему — с 5,0 до 36,5%, к эртапенему — с 14,3 до 43,9%. В 2018 г. около ½ выделенных штаммов K. pneumoniae оказалась нечувствительна к карбапенемам: к меропенему — 44,9% штаммов, к имипенему — 45,5% штаммов, к эртапенему — 44,3% штаммов.

Согласно данным ресурса AMRmap, кроме K. pneumoniae, на территории Российской Федерации обнаружены нечувствительные к карбапенемам P. mirabilis (их доля в 2016 г. составляла 7,69% к меропенему, 17,95% к имипенему, 7,69% к эртапенему), E. cloacae (4,69% нечувствительны к меропенему, 3,2% — к имипенему, 9,38% — к эртапенему), E. coli (1,78% нечувствительны к меропенему, 1,18% — к имипенему, 6,8% — к эртапенему). В нашем стационаре в 2016 г. доля P. mirabilis, нечувствительных к меропенему, составила 2,5%, к имипенему — 12%, к эртапенему — 7,8%, доля E. cloacae, нечувствительных к меропенему, — 8,0%, к имипенему — 11,4%, к эртапенему — 21,3%, доля E. coli, нечувствительных к меропенему, — 1,3%, к имипенему — 1,5%, к эртапенему — 2,6%.

В большинстве случаев нечувствительность энтеробактерий к карбапенемам обусловлена продукцией карбапенемаз. Гены, кодирующие приобретенные карбапенемазы, чаще всего локализуются на мобильных клеточных элементах, которые также могут содержать и другие детерминанты резистентности. Эта особенность карбапенемаз способствует быстрому внутри- и межвидовому распространению и обусловливает опасность возникновения вспышек инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, вызванных полирезистентными штаммами.

Наиболее распространенными карбапенемазами энтеробактерий являются КРС (сериновые бета-лактамазы класса А), OXA-48 и ее производные (сериновые бета-лактамазы класса D), NDM, VIM, IMP (металло-бета-лактамазы класса В). Терапия инфекций, вызванных штаммами с карбапенемазной активностью, представляет серьезную проблему, так как широко используемые ингибиторы бета-лактамаз (клавуланат, сульбактам, тазобактам) не инактивируют карбапенемазы классов В и D. Карбапенемазы класса, А также приобретают устойчивость к их действию. Современный ингибитор авибактам проявляет активность против КРС, OXA-48, но не действует на карбапенемазы класса В и большинство ферментов класса D (кроме ОХА-48) [2].

Микробиологическая диагностика на современном этапе не может ограничиться определением чувствительности выделенных штаммов энтеробактерий к карбапенемам. Для назначения эффективной этиотропной антибактериальной терапии при лечении тяжелых инфекций, вызванных полирезистентными микроорганизмами, необходимо иметь информацию о наличии и типах карбапенемаз, продуцируемых грамотрицательными микроорганизмами в каждом конкретном случае. Кроме того, локальный микробиологический мониторинг спектра выделяемой микрофлоры, уровня ее антибиотикорезистентности, данных о наличии и типах генов карбапенемаз и других генов устойчивости микроорганизмов к антимикробным препаратам необходим для назначения эмпирической антибактериальной терапии и для целей инфекционного контроля в стационаре.

Цель исследования— анализ распространенности генов наиболее часто встречающихся карбапенемаз энтеробактерий, выделенных из клинического материала от больных стационара (кровь, раневое отделяемое, мокрота, бронхоальвеолярный лаваж, моча), сравнение полученных результатов с доступными данными об уровне продукции карбапенемаз энтеробактерий в Российской Федерации и сопредельных государствах.

Материал и методы

Исследовано 769 штаммов энтеробактерий, выделенных из клинического материала, поступившего в бактериологическую лабораторию за октябрь—декабрь 2017 г. На первом этапе исследования определяли чувствительность выделенных энтеробактерий стандартным диско-диффузионным методом (ДДМ), описанным в актуальной версии клинических рекомендаций «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» 2015−02 (КР) [3] и методом определения пограничных концентраций антибиотиков. Для ДДМ использовали диски с антибиотиками «BIO-RAD» (Франция) и готовый агар Мюллера—Хинтона в чашках Петри «ЦФГС» (Россия). Определение пограничных концентраций антибиотиков проводили с помощью тест-систем SENSILATEST «Erba Mannheim» (Германия). В исследование включали энтеробактерии, нечувствительные (устойчивые или с промежуточной устойчивостью) к одному или нескольким карбапенемам (меропенем, имипенем, эртапенем), согласно критериям, указанным в клинических рекомендациях «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» 2015−02 [3]. Повторно выделяющиеся микроорганизмы с одинаковым профилем антибиотикорезистентности, выделенные от одного пациента, в исследование не включали. На втором этапе штаммы, нечувствительные к карбапенемам, исследовали на продукцию карбапенемаз с помощью фенотипического метода инактивации карбапенемов (Сarbapenem inactivation method, CIM) [4]. На третьем этапе штаммы, демонстрирующие продукцию карбапенемаз в CIM-тесте (CIM-положительные), для подтверждения продукции карбапенемаз и выявления генов приобретенных карбапенемаз основных групп исследовали молекулярно-генетическим методом (полимеразно-цепная реакция — ПЦР — в реальном времени). Данное исследование проводили с помощью наборов, позволяющих определять гены наиболее часто встречающихся карбапенемаз: АмплиСенс MDR MLB-FL для выявления генов металло-бета-лактамаз групп VIM, IMP, NDM и АмплиСенс MDR KPC/OXA-48-FL для выявления генов карбапенемаз групп КPC и OXA-48 (ФБУН «ЦНИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора).

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью компьютерной программы Система Микробиологического Мониторинга МИКРОБ-2 (СМММ) [5].

Результаты и обсуждение

Из 769 исследованных штаммов энтеробактерий 146 (19%) штаммов проявили нечувствительность к одному или нескольким карбапенемам. Из 146 нечувствительных к карбапенемам штаммов 100 продемонстрировали продукцию карбапенемаз в CIM-тесте, что составило 68,4%, или 13% от общего количества исследованных штаммов. Остальные 46 (31,6%) штаммов оказались CIM-отрицательными, следовательно, не продуцировали карбапенемазы, в дальнейшее исследование их не включали. На этапе молекулярно-генетического типирования обнаружено, что 100% CIM-положительных штаммов продуцировали гены наиболее часто встречающихся карбапенемаз.

Результаты исследования генов карбапенемаз у разных видов энтеробактерий представлены в таблице.

Представители порядка Enterobacterales — продуценты карбапенемаз

Среди энтеробактерий, продуцирующих карбапенемазы, наибольший удельный вес имеет K. pneumoniae (87% от общего количества), P. mirabilis — 7%, E. coli — 4%, E. cloacae — 2%. Среди карбапенемаз K. pneumoniae 47,1% составляют OXA-48, 32,1% — NDM, 18,4% представлены сочетанием OXA-48 и NDM. Сочетания карбапенемаз OXA-48 и VIM, NDM и VIM представлены каждое одним штаммом. Ни один штамм K. pneumoniae не демонстрировал продукцию KPC. Все 7 устойчивых к карбапенемам штаммов E. coli продуцируют карбапенемазы OXA-48, все штаммы P. mirabilis (4 штамма) и E. cloaceae (2 штамма) продуцируют NDM.

В общей сложности 55% всех протипированных штаммов энтеробактерий, продуцирующих карбапенемазы, несут гены, кодирующие продукцию металло-бета-лактамаз, среди которых преобладают NDM (54 штамма из 55).

Нами было проведено сравнение полученных результатов с доступными данными, размещенными на интернет-ресурсе AMRmap, которые содержат суммарную информацию, полученную в результате многоцентровых исследований, проводимых НИИ антимикробной химиотерапии (Смоленск) и Межрегиональной ассоциацией по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ), а также других опубликованных исследований [1, 6].

Согласно данным AMRmap, на территории Российской Федерации в 2017 г. карбапенемазы OXA-48 продуцировали 73,4% K. pneumoniae (n=79), NDM — 25,3%, сочетанную продукцию OXA-48 и NDM продемонстрировали 1,3% штаммов. Относительно других видов энтеробактерий все штаммы P. mirabilis (n=9) продемонстрировали продукцию карбапенемаз NDM, штаммы E. cloacae (n=11): OXA-48 63,6%, NDM 36,4%, штаммы E. coli (n=27): OXA-48 52,0%, NDM 48,0%, штамы Serratia marcescens (S. marcescens): OXA-48 87,5%, NDM 12,5%. В Москве за 2013—2017 гг. (период, доступный для анализа на ресурсе AMRmap) было изучено 150 штаммов K. pneumoniae, доля карбапенемаз OXA-48 среди них составила 86,0%, NDM — 13,3%, сочетания генов OXA-48 и NDM — 0,7% штаммов. Энтеробактерий других видов было проанализировано за тот же период всего 10 штаммов, из которых 80,0% продуцировали OXA-48, 20% — NDM. Из представленных данных можно сделать вывод, что в Москве доля штаммов энтеробактерий, продуцирующих карбапенемазы OXA-48, больше, чем в целом по Российской Федерации.

Эти данные подтверждаются исследованиями из Института нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. Все выделенные в 2013—2014 гг. штаммы энтеробактерий являлись продуцентами OXA-48-подобных генов (52 штамма K. pneumoniae, 7 штаммов P. mirabilis, 3 штамма E. aerogenes и 1 штамм E. cloacae), при этом не было обнаружено ни одного штамма-продуцента генов NDM, KPC, VIM [7]. В Санкт-Петербурге, по данным разных авторов, основной причиной устойчивости K. pneumoniae к карбапенемам является карбапенемаза NDM. В исследовании, проведенном в 2012 г. (С.А. Егорова и соавт.), 100% из 22 карбапенем-устойчивых штаммов K. pneumoniae обладали геном NDM [8]. В исследовании карбапенем-устойчивых штаммов K. pneumoniae (n=100), выделенных в 2012—1014 гг. в Северо-Западном медицинском исследовательском центре им. В.А. Алмазова (Санкт-Петербург), гены NDM были обнаружены у 69% штаммов, гены OXA-48 — у 29%, гены KPC — у 2% [9]. У пациентов ожоговых отделений ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» (Нижний Новгород) в 2016 г. из 78 карбапенем-устойчивых штаммов K. pneumoniae у 79,6% штаммов обнаружены гены ОХА48, у 3,8% — ген KPС [10]. В исследовании, проведенном в 2013—2016 гг. в Беларуси (РБ), 27,3% карбапенем-резистентных K. pneumoniae (всего 55 штаммов) продуцировали ген NDM, 47% — ген OXA-48, 1,8% — NDM и OXA-48, 23,6% — KPC [11].

Выводы

1. Проведенный анализ распространенности генов карбапенемаз энтеробактерий, выделенных в стационаре, показал, что у штаммов K. pneumoniae 47,1% составляют гены OXA-48, 32,1% — NDM, 18,4% штаммов K. pneumoniae представлены сочетанием генов OXA-48 и NDM. У 2 штаммов K. pneumoniae обнаружены гены МБЛ VIM, в сочетании с OXA-48 (1 штамм) и в сочетании с NDM (1 штамм). Все устойчивые к карбапенемам штаммы E. coli продуцируют карбапенемазы OXA-48, все штаммы P. mirabilis и E. cloacae продуцируют NDM. Металло-бета-лактамазы (преимущественно NDM) продуцируют 55% исследованных штаммов энтеробактерий.

2. Спектр карбапенемаз энтеробактерий, выделенных в стационаре, типичен для территории Российской Федерации (РФ) и Москвы, но имеет свои локальные особенности: отличается большим удельным весом карбапенемаз группы NDM и сочетанной продукцией карбапенемаз групп OXA-48 и NDM. В стационаре существует вероятность распространения штаммов P. mirabilis, несущих гены приобретенных металло-бета-лактамаз группы NDM. Карбапенемазы группы KPC не характерны для РФ в целом и нашего стационара в частности.

3. Сравнительный анализ полученных данных с опубликованными данными показал, что распространение карбапенемаз энтеробактерий на территории РФ и РБ неоднородно. Публикаций по аналогичным исследованиям недостаточно, они отражают ситуацию только в конкретной медицинской организации. Интернет-ресурс AMRmap предоставляет постоянно обновляющиеся данные, которые носят усредненный характер, результаты анализируются с временнóй задержкой, количество данных по конкретным населенным пунктам, медицинским организациям недостаточно.

4. Необходимо проведение локального микробиологического мониторинга уровня антибиотикорезистентности выделяемой микрофлоры, а также распространенности генов приобретенных карбапенемаз в конкретном стационаре. На основании этих данных должны разрабатываться алгоритмы назначения эмпирической терапии, определяться политика закупки антимикробных препаратов в стационаре, проводиться противоэпидемические мероприятия, направленные на предотвращение распространения полирезистентных штаммов.

Авторы статьи выражают благодарность врачам-бактериологам бактериологической лаборатории ГКБ № 15 им. О.М. Филатова В.В. Балиной, Н.А. Бондаренко, Н.В. Пивкиной за помощь в выполнении лабораторных исследований.

Сведения об авторах

Тимофеева О.Г. — https://orcid.org/0000-0002-3921-8870

Поликарпова С.В. — https://orcid.org/0000-0003-3201-0804

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Тимофеева О.Г., Поликарпова С.В. Локальный микробиологический мониторинг штаммов Enterobacterales, продуцирующих карбапенемазы. Лабораторная служба. 2019;8(3):14-19. https://doi.org/10.17116/labs2019803114

Автор, ответственный за переписку: Тимофеева Ольга Геннадьевна — e-mail: olga.timofeeva15@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-3921-8870; тел.: +7(903)763-5963

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail