Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

МОНИТОРИНГ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ, ПРОВОДИМЫЙ В РАМКАХ ПРОГРАММЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ БИОТЕРРОРИЗМУ

И.Я. Черепахина, В.В. Балахнова, О.С. Бурлакова, Б.П. Голубев, Э.А. Москвитина, В.И. Прометной, О.И. Помухина, С.З. Валиева, С.С. Хвацева, О.П. Фецайлова, Ю.В. Сизова, В.А. Трубникова
Система противодействия биотерроризму не может быть эффективной без постоянного мониторинга за свойствами циркулирующих в данном регионе возбудителей инфекционных болезней. В рамках реализации программы по противодействию биотерроризму в Ростове-на-Дону проводится мониторинг за выделяемыми штаммами энтеробактерий с учетом оценки антибиотикорезистентности. Для обработки результатов использована компьютерная программа WHONET 5.4. Определены фенотипы резистентности энтеробактерий (2005 – 2006 гг.) Характеристика профилей устойчивости позволила установить появление и характер полиантибиотикорезистентности у шигелл и сальмонелл. Компьютерный анализ может быть использован в системе эпидемиологического надзора за распространением и динамикой антибиотикорезистентности штаммов, циркулирующих в популяции населения.

Среди важнейших аспектов национальной безопасности приоритетное место занимает проблема обеспечения биологической безопасности. Ее актуальность возрастает в условиях возможных техногенных, природных и террористических угроз [1]. Биологический терроризм признан одной из главных угроз национальной безопасности России, США, Канады, Германии, Франции и других стран. Целый ряд инцидентов в мире, связанных с попытками намеренного использования биологических агентов в террористических целях, вызывает серьёзную озабоченность реальностью применения патогенных биологических агентов в качестве инструмента террористических актов. В качестве патогенов могут быть использованы возбудители опасных инфекций вирусной и бактериальной природы, в том числе сальмонеллы, шигеллы и другие энтеробактерии [2]. Для формирования локальных эпидемических очагов не исключается использование патогенов, вызывающих наиболее распространённые в данном регионе инфекционные болезни. Лишь высокий уровень осведомлённости всех служб здравоохранения о естественном фоне, особенностях эпидемиологии, клинической картины и микробиологии возбудителя, позволяет отличить вспышку инфекционного заболевания природного происхождения от акта биологического терроризма.

Поэтому система противодействия биотерроризму не может быть эффективной без постоянного мониторинга за свойствами циркулирующих в данном регионе штаммов возбудителей, которые отнесены к патогенным биологическим агентам и могут быть использованы при актах терроризма.

При проведении микробиологического мониторинга за циркулирующими в г. Ростове-на-Дону возбудителями сальмонеллезных инфекций и шигеллезов (2005-2006 гг.), помимо видового типирования, был определен спектр чувствительности-устойчивости к широкому кругу антибиотиков для анализа при осуществлении эпидемиологического надзора за резистентностью штаммов к антимикробным препаратам.

Таблица 1. Характеристика антибиотикорезистентности штаммов энтеробактерий

Группы

Антибиотики

Shigella sonnei

13 штаммов

Shigella flexneri

4 штамма

Salmonella typhimurium

42 штамма

Salmonella enteritidis

84 штамма

Удельный вес резистентных (%)

β-лактамы

Пенициллины

оксациллин

100,0

100,0

100,0

100,0

ампициллин

8,3

66,7

52,8

5,9

амоксициллин

8,3

66,7

52,8

5,9

карбенициллин

8,3

66,7

52,8

5,9

пиперациллин

8,3

66,7

55,6

5,9

Цефалоспорины

цефазолин

0

0

36,1

4,4

цефалексин

8,3

0

33,3

4,4

цефамандол

0

0

33,3

2,9

цефуроксим

0

0

36,1

4,4

цефаклор

0

0

33,3

4,4

цефотаксим

0

0

33,3

2,9

цефоперазон

0

0

33,3

2,9

цефтриаксон

0

0

38,9

2,9

цефтазидим

0

0

19,4

1,5

цефепим

0

0

33,3

2,9

Карбапенемы

меропенем

8,3

0

19,4

5,9

Аминогликозиды

нетилмицин

0

0

2,8

0

амикацин

8,3

66,7

5,6

0

гентамицин

0

66,7

55,6

2,9

тобрамицин

16,7

33,3

45,7

5,9

сизомицин

0

50,0

50,0

1,1

неомицин

9,1

100,0

55,0

0

канамицин

9,1

100,0

60,0

3,4

стрептомицин

90,9

100,0

85,0

15,5

Хинолоны

налидиксовая к-та

0

0

22,2

14,7

Фторхинолоны

пефлоксацин

0

0

2,8

0

ципрофлоксацин

0

0

0

0

левофлоксацин

0

0

0

0

Тетрациклины

доксициклин

41,7

66,7

83,3

86,8

тетрациклин

18,2

100,0

75,0

0

Нитрофураны

фуразолидон

58,3

66,7

80,6

97,0

Рифамицины

рифампицин

100,0

100,0

100,0

100,0

Полимиксины

полимиксин В

0

0

11,1

1,5

Хлорамфеникол

левомицетин

75,0

66,7

50,0

4,4

Для обработки результатов определения антибиотикорезистентности штаммов энтеробактерий была использована компьютерная программа WHONET 5.4, позволяющая определять механизмы развития устойчивости и эпидемиологию резистентных штаммов [3,4]. Дополнительным преимуществом этой программы является наличие встроенной системы BacTrack, информирующей о появлении необычных фенотипов резистентности при регистрации единичных больных и вспышек.

Изучено 143 штамма шигелл и сальмонелл, выделенных от больных, госпитализированных в инфекционные отделения городской больницы №1 г. Ростова-на-Дону. Фенотипы резистентности к 34 антибиотикам представлены в таблице 1 и на рисунке. Все выделенные штаммы были резистентны к оксациллину и рифампицину. Кроме того, все штаммы S. flexneri оказались устойчивы к тетрациклину, стрептомицину, канамицину и неомицину, более 90% штаммов S. sonnei - к стрептомицину. При сравнении уровня резистентности шигелл видно, что по отношению к пенициллинам, аминогликозидам и тетрациклинам S. flexneri оказались более устойчивы, чем S. sonnei. При этом обращает на себя внимание, что штаммы обоих видов шигелл в большинстве своем чувствительны к цефалоспоринам, хинолонам, фторхинолонам и полимиксину.

Что касается сальмонелл, то представители видов S. typhimurium и S.enteritidis в 97-100% были чувствительны только к фторхинолонам. В 14,7-22,2% сальмонеллы были устойчивы к налидиксовой кислоте. В целом уровень резистентности S. typhimurium был выше, чем у S.enteritidis. Так по отношению к цефалоспоринам I-IV поколений у S. typhimurium оказались резистентными от 19,4% до 38,9% штаммов, в то время как уровень устойчивости у S.enteritidis колебался в пределах от 1,5% до 4,4%. Такая же картина наблюдалась при анализе резистентности к синтетическим и полусинтетическим пенициллинам (52,8-55,6% у S. typhimurium против 5,9% у S.enteritidis) и аминогликозидам (за исключением нетилмицина и амикацина, к которым большинство штаммов обоих видов оказалось чувствительным, резистентность S. typhimurium составляла 45,7-85%, а у S.enteritidis - от 0 до 15,5%.

Использование системы WHONET позволило исследовать выделенные штаммы по профилям резистентности к антибиотикам, используемым в клинике для лечения больных и определения механизмов резистентности. В препараты первого ряда включили ампициллин, амоксициллин, цефазолин, цефаклор, цефотаксим, цефтриаксон, цефтазидим, ципрофлоксацин, пиперациллин, меропенем, левофлоксацин. Характеристика профилей антибиотикорезистентности представлена в таблице 2.

По данным таблицы видно, что из штаммов S. sonnei только один (8%), выделенный от ребенка 1 года 4 месяцев, оказался резистентен к семи антибиотикам первого ряда (ампициллину, амоксициллину, пиперациллину, цефотаксиму, цефаклору, цефазолину и меропенему). Безусловно, появление такого штамма потребовало тщательного эпидемиологического расследования. Штаммов S.flexneri было исследовано всего четыре, поэтому представленные данные в процентах не совсем статистически  корректны, однако даже при таком объеме видно, что в клинике встречались три антибиотикорезистентных варианта.

Максимальное разнообразие вариантов устойчивости к антибиотикам первого ряда наблюдалось у S. typhimurium. По два варианта характеризовались резистентностью к одному, трем, четырем, пяти семи и восьми антибиотикам, три варианта- к шести и один вариант был резистентен к девяти антибиотикам первого ряда. Наличие кло- нов, резистентных к цефалоспоринам III поколения - цефотаксиму, цефтриаксону и цефтазидиму - позволяет предположить, что эти штаммы продуцируют бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС), что может в результате привести к неэффективности лечения таких больных пенициллинами и цефалоспоринами I-IV поколений. При этом обращает на себя внимание, что в начале 2005 года выделялись штаммы S.typhimurium, резистентные к 1-3 антибиотикам, позднее и в 2006 году уровень резистентности возрос, что выразилось в появлении вариантов с множественной лекарственной устойчивостью (к 7-9 препаратам). Удельный вес таких штаммов достигал 22%.

Таблица 2. Характеристика профилей антибиотикорезистентности штаммов энтеробактерий

Профили

резистентности

Кол-во

антибиотиков, к которым резистентны штаммы

S. sonnei (%)

S. flexneri

(%)

S. typhimurium (%)

S. enteritidis (%)

Чувствительные

0

92

25

19

79

Z

1

-

25

2

-

P

1

-

-

11

1

M

1

-

-

-

3

C

1

-

-

-

1

R

1

-

-

-

1

F

1

-

-

-

1

PM

2

-

-

-

3

AX P

3

-

25

2

1

PZM

3

-

-

2

-

CPM

3

-

-

-

1

AXCP

4

-

25

6

-

CTPC

4

-

-

2

-

AXPZ

4

-

-

-

1

CPCZM

5

-

-

3

3

AXPCZ

5

-

-

3

-

CFTPCZ

6

-

-

3

-

ACPCZM

6

-

-

3

-

AXFTPM

6

-

-

3

-

АXCCPZM

7

8

-

2

-

AXCFPCZ

7

-

-

3

3

AXCFTPZM

8

-

-

3

-

AXCFTPCZ

8

-

-

22

-

AXCFTPCZM

9

-

-

11

3

Условные обозначения: A-ампициллин; X-амоксициллин; C-цефотаксим; F-цефтриаксон; T-цефтазидим; R-ципрофлоксацин; C-цефаклор; P-пиперациллин; Z-цефазолин; М-меропенем; L-левофлоксацин

Анализ динамики выделения S.enteritidis и спектра резистентности показал, что количество и удельный вес устойчивых вариантов было меньше, чем у S. typhimurium (12 против 16). Полирезистентные варианты выделялись только в апреле 2005 и 2006 гг. При этом во время вспышки сальмонеллеза в начале апреля 2006 года от больных детей выделяли, в основном, чувствительные к данной группе антибиотиков штаммы. Два высоко резистентных штамма были изолированы в конце апреля от больных старших возрастных групп. Проводится эпидемиологическое расследование.

Таким образом, на основании компьютерного анализа фенотипических профилей антибиотикоустойчивых штаммов шигелл и сальмонелл, выделенных в 2005-2006 гг. в г. Ростове-на-Дону, установлено, что данный метод может быть использован в системе эпидемиологического надзора при осуществлении мониторинга за распространением и динамикой циркулирующих возбудителей кишечных инфекций к антимикробным препаратам, что вносит свой вклад в совершенствование системы противодействия биотерроризму.

p  p

p     p

Рис. 1. Фенотипы резистентности к антибиотикам у штаммов бактерий кишечной группы, выделенных от больных в г. Ростове-на-Дону в 2005-2006 гг. (обозначения антибиотиков см. примечание к рис.)

Примечание к рис.1. Oxa - оксациллин; Amp - ампициллин; Amx - амоксициллин; Crb - карбенициллин; Pip - пиперациллин; Czo - цефазолин; Lex - цефалексин; Man - цефамандол; Cxm - цефуроксим; Cec - цефаклор; Ctx - цефотаксим; Cfp - цефоперазон; Cro - цефтриаксон; Caz - цефтазидим; Fep - цефепим; Mem - меропенем; Net - нетилмицин; Amk - амикацин; Gen - гентамицин; Tob - тобрамицин; Kan - канамицин; Str - стрептомицин; Nal - налидиксовая кислота; Pef - пефлоксацин; Cip - ципрофлоксацин; Lvx - левофлоксацин; Dox - доксициклин; Tcy - тетрациклин; Rif - рифампицин; Pol - полимиксин; Chl - хлорамфеникол.


Библиографическая ссылка

И.Я. Черепахина, В.В. Балахнова, О.С. Бурлакова, Б.П. Голубев, Э.А. Москвитина, В.И. Прометной, О.И. Помухина, С.З. Валиева, С.С. Хвацева, О.П. Фецайлова, Ю.В. Сизова, В.А. Трубникова МОНИТОРИНГ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ, ПРОВОДИМЫЙ В РАМКАХ ПРОГРАММЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ БИОТЕРРОРИЗМУ // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 4. – С. 113-117;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1923 (дата обращения: 21.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074