Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посмотрите новые поступления ... Обратите внимание!
 
  Наука >> Медицина | Обзорные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение

Госпитальные инфекции, вызванные Pseudomonas aeruginosa. Распространение и клиническое значение антибиотикорезистентности

Сидоренко С.В., Резван С.П., Стерхова Г.А., Грудинина С.А.

Кафедра микробиологии и клинической химиотерапии Российской медицинской академии последипломного образования, Государственный научный центр по антибиотикам, Москва.

В начало...


Совершенствование медицинских технологий во второй половине XX века существенно расширило круг заболеваний, поддающихся эффективной терапии. Однако успехи в решении задач поддержания функции жизненно важных органов у пациентов, находящихся в критическом состоянии, сопровождаются возникновением новых проблем. К таким проблемам относится широкое распространение в отделениях интенсивной терапии госпитальных инфекций (ГИ). Так, по данным исследования EPIC, госпитальные инфекции в отделениях интенсивной терапии регистрируются более чем у 20% пациентов [1]. Принципиально важной особенностью ГИ является их этиологическая структура, существенно отличающаяся от таковой при внебольничных инфекциях. Представители семейства Enterobacteriaceae вызывают ГИ в 34,4% случаев, Pseudomonas aeruginosa - в 28,7%, Staphylococcus aureus - в 30,1% (60% из них являются метициллинорезистентными), Staphylococcus spp. (коагулозонегативные) - в 19,1%, Enterococcus spp. - в 11,7%, Yeasts - в 17,1% (сумма превосходит 100% в связи с наличием смешанных инфекций) [1]. Значение P.aeruginosa как возбудителя ГИ определяется не только достаточно высокой частотой ее распространения, но и тяжестью течения вызываемых ею заболеваний, а также трудностями в терапии.

Классификация псевдомонад и элементы патогенеза инфекций

Классификация семейства Pseudomonadaceae в последние годы претерпела значительные изменения, вызывая некоторую путаницу, поэтому целесообразно остановиться на ней несколько подробнее. Современная и предшествующая классификация представителей семейства Pseudomonadaceae в сокращенном варианте представлены в табл. 1.

Таблица 1. Классификация семейства Pseudomonadaceae
Современная классификация (по гомологии рРНK [2, 3]) Предшествующая классификация
Род Pseudomonas (I группа)
Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas fluorescens Pseudomonas fluorescens
Pseudomonas putida Pseudomonas putida
Pseudomonas stutzeri Pseudomonas stutzeri
Pseudomonas mendocina Pseudomonas mendocina
Pseudomonas alcaligenes Pseudomonas alcaligenes
Pseudomonas pseudoalcaligenes и др. Pseudomonas pseudoalcaligenes и др.
Род Burkholderia (II группа)
Burkholderia mallei Pseudomonas mallei
Burkholderia pseudomallei Pseudomonas pseudomallei
Burkholderia cepacia и др. Pseudomonas cepacia и др.
Род Comamonas (III группа)
Comamonas acidovorans Pseudomonas acidovorans
Comamonas terrigena и др. Pseudomonas terrigena и др.
Род Brevundimonas (IV группа) Нет
Brevundimonas diminuta
Brevundimonas vesicularis
Род Stenotrophomonas (V группа)
Stenotrophomonas maltophilia Pseudomonas maltophilia
Роды с неясной рРНK гомологией
Chryseomonas luteola Pseudomonas luteola
Flavimonas oryzohabitans Pseudomonas oryzohabitans
Shewanella putrifaciens Pseudomonas putrifaciens
Sphingomonas paucimobilus Pseudomonas paucimobilus

В составе семейства Pseudomonadaceae по рРНК гомологии выделяют 5 групп. Pseudomonas aeruginosa (Pa) относится к роду Pseudomonas (I группа рРНК гомологии) и входит в подгруппу Fluorescent, наряду с P.fluorescens и P.putida. Ранее к роду Pseudomonas относили и других представителей семейства Pseudomonadaceae, однако в настоящее время они выделены в самостоятельные роды.

Необходимость для клинициста в корректной идентификации Pa и родственных микроорганизмов обусловлена, в первую очередь, различиями в их природной чувствительности (устойчивости) к антибиотикам. Так, S.maltophilia обладает природной устойчивостью к карбапенемам, а B.cepacia - к аминогликозидам, при этом антибиотики обеих групп высокоактивны в отношении Pa. Вполне очевидно, что идентификация возбудителя инфекции до уровня вида может принципиально изменить характер эмпирической терапии. Практическая необходимость видовой идентификации отдельных представителей семейства Pseudomonadaceae также обусловлена задачами эпидемиологической диагностики ГИ.

По сравнению с Ра подавляющее большинство микроорганизмов семейства Pseudomonadaceae, обитая в почве и воде, имеют ограниченное клиническое значение (за исключением B.mallei и B.pseudomallei - возбудителей сапа и мелиоидоза соответственно). Высокая частота выделения и более выраженная патогенность Pa связаны с наличием у этого микроорганизма ряда факторов вирулентности, способствующих колонизации и инфицированию тканей организма человека. К детерминантам вирулентности относятся факторы, способствующие адгезии, инвазии, цитотоксичности.

Адгезия Pa к клеткам эпителия опосредуется ворсинками (пилями), которые обладают способностью специфически связываться с GM-1 ганглиозидными рецепторами эпителия. Секретируемый микроорганизмом фермент нейраминидаза, отщепляя остатки сиаловых кислот от рецептора, облегчает специфическую адгезию.

Локальное и системное действие на организм млекопитающих оказывают и другие секретируемые Pa ферменты. Фосфолипаза С разрушает цитоплазматические мембраны эукариотических клеток, инактивирует опсонины, гидролизует сурфактант легких. Цитотоксическим действием (в том числе и в отношении макрофагов), а также способностью подавлять биосинтез белка обладает экзотоксин А. Биосинтез белка ингибируется также экзоэнзимом S. Эластаза разрушает иммуноглобулины и компоненты комплемента, ингибирует активность нейтрофилов. Функцию нейтрофилов и лимфоцитов подавляет токсин - лейкоцидин. Цитотоксическим эффектом обладает и пигмент пиоцианин, обусловливающий сине-зеленую окраску среды при выращивании микроорганизма в культуре или гнойного отделяемого инфицированных ран.

Мощным индуктором системной воспалительной реакции является липополисахарид Pa. Часть штаммов Pa продуцируют капсульный полисахарид альгинат. Штаммы, продуцирующие альгинат, обычно выявляются у пациентов с хроническими инфекциями, например, на фоне муковисцидоза. Альгинат способствует формированию на поверхности эпителия пленки, которая обеспечивает защиту патогена от воздействия факторов резистентности макроорганизма и антибиотиков.

Для Ра характерно разнообразие весьма тонких механизмов регуляции экспрессии факторов вирулентности. Активность механизмов регуляции направлена на быструю адаптацию микроорганизма к меняющимся условиям обитания и обеспечение максимальной экономичности с энергетической точки зрения. При пребывании микроорганизма во внешней среде факторы вирулентности не синтезируются, при попадании же во внутреннюю среду организма млекопитающих начинается интенсивный синтез этих белков, способствующих развитию инфекционного процесса. Сигналами для микроорганизма о попадании во внутреннюю среду могут быть изменения температуры, рН среды, контакт с мембраной эукариотических клеток. Распознавание таких сигналов осуществляют специфические рецепторы, локализованные в клеточной стенке микроорганизма. Передачу сигнала, обеспечивающего начало синтеза фактора вирулентности, от рецептора к гену, кодирующему белок, осуществляют двухкомпонентные системы передачи сигнала. Такие системы действуют по принципу последовательной активации ферментов в реакции фосфорилирования и являются универсальными в регуляции вирулентности микроорганизмов [4].

У Ра описаны двухкомпонентные системы, регулирующие образование ворсинок и синтез экзоэнзимов [5, 6]. Кроме регуляции синтеза факторов вирулентности на уровне отдельных микробных клеток, у Ра регуляция происходит и на уровне популяции. Речь идет о феномене "кооперативной чувствительности" или "чувства кворума" (quorum sensing), заключающемся в накоплении в микробной популяции низкомолекулярных соединений (гомосеринлактонов), осуществляющих при достижении определенной концентрации дерепрессию синтеза большинства факторов вирулентности. Таким образом, экспрессия генов вирулентности оказывается зависящей от плотности микробной популяции [7]. Биологический смысл феномена, вероятно, связан с координированным началом синтеза факторов вирулентности только после достижения микробной популяцией определенного уровня плотности. Регуляции на уровне кооперативной чувствительности у Ра подвержена экспрессия большинства факторов вирулентности и вторичных метаболитов [8].

У Pa описана система секреции протеинов (так называемый III тип), обеспечивающая не только выведение экзоэнзимов из внутренней среды бактериальной клетки, но и их транслокацию внутрь эукариотической клетки, то есть к чувствительным мишеням [9]. К протеинам, секретируемым описанной системой, относятся и факторы вирулентности. Кроме описанного пути секреции токсических субстанций, у Pa показано выделение мембранных пузырьков, которые окружены двухслойной мембраной, состоящей из липополисахарида и белков наружной мембраны микробной клетки. Внутри пузырьков содержатся многие из перечисленных выше токсинов и ферментов. Сливаясь с мембранами эукариотических клеток пузырьки, высвобождают свое содержимое в их цитоплазму, что обеспечивает выраженный токсический эффект [10].

Особенности клинической картины инфекций, вызываемых Ра

Вследствие наличия у Pa вышеперечисленных факторов вирулентности, инфекции, вызываемые этим микроорганизмом, потенциально более опасны, чем вызванные другими условно-патогенными микроорганизмами. Они развиваются у пациентов с ожогами, острым лейкозом, муковисцидозом, у находящихся по различным причинам на искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Инфекция обычно локализуется в местах скопления и застоя жидкости: в трахеостомах, нижних отделах легких, постоянных катетерах мочевого пузыря, мокнущих ранах и др. Актуальной является проблема колонизации Pa сосудистых катетеров.

Чаще всего ГИ, вызванные Pa, локализуются в нижних отделах дыхательных путей и в мочевыводящих путях, причем к наиболее серьезным из ГИ следует относить ИВЛ-ассоциированные пневмонии. К факторам риска развития таких пневмоний, вызванных Pa, относятся предшествующая терапия цефалоспоринами III поколения, длительная госпитализация или обструктивные заболевания легких в анамнезе [11]. Летальность при бактериологически подтвержденной ИВЛ-ассоциированной пневмонии (обсемененность материала, полученного из нижних отделов дыхательных путей с помощью специальных щеток, защищенных от контаминации в верхних дыхательных путях, более 103 КОЕ/мл) составляет 73%, а при колонизации нижних дыхательных путей Pa (обсемененность материала менее 103 КОЕ/мл) - 19% [12].

Роль Pa в этиологии интраабдоминальных инфекций, а также инфекций кожи и мягких тканей является независимым достоверным фактором риска неудачи лечения [13].

При любой локализации первичного очага инфекции, обусловленной Ра, возможно развитие бактериемии, существенно ухудшающей прогноз заболевания. По данным многоцентрового европейского исследования (SENTRY), частота бактериемий, вызванных Pa, составляет 5% [14]. Анализ данных литературы об исходах бактериемии, вызванной Pa, опубликованных от начала 70-х до начала 90-х годов [15- 21], выявляет достаточно стабильные показатели как общей летальности (40-75%), так и летальности, непосредственно связанной с инфекцией (34-48%). Лишь в одном исследовании показатели летальности как общей, так и непосредственно связанной с инфекцией оказались существенно ниже 18 и 11% соответственно [22].

Роль Pa в этиологии внебольничных инфекций невелика, исключением являются случаи наружного отита на фоне диабета [23] и остеомиелита, развившегося как осложнение инфицированных ран стопы [24].

Спектр антибиотикочувствительности Pa имеханизмы ее резистентности

Природная резистентность

К основным группам антибиотиков, обладающих клинически значимой антипсевдомонадной активностью, относятся беталактамы, аминогликозиды и фторхинолоны. По уровню природной чувствительности к этим антибиотикам Pa существенно отличается от большинства грамотрицательных микроорганизмов, прежде всего от представителей семейства Enterobacteriaceae.

Механизмы действия антибиотиков и устойчивости к ним Pa схематически проиллюстрированы на рис. 1.

Рис. 1. Механизмы действия антибиотиков и устойчивости к ним P. aeruginosa.
Аминогликозиды.
Механизм действия: подавление биосинтеза белка посредством связывания с 30S-субъединицей рибосомы; диффузия через внешнюю мембрану в результате вытеснения ионов Ca2+, Mg2+ из центров связывания; транспорт через внутреннюю мембрану - энергозависимый процесс. Резистентность (AR): 1 - ферментативная инактивация, 2 - снижение проницаемости, 3 - модификация мишени действия.
Беталактамы. Механизм действия: подавление функции ПСБ; диффузия осуществляется через пориновые каналы - OprF и другие (Имипенем использует для диффузии уникальный канал OprD). Резистентность (BR): 1 - изменение структуры поринового канала (снижение проницаемости), 2 - гидролиз бета-лактамазами, 3 - активный выброс при участии белка OprM, 4 - модификация мишени действия ПСБ. Резистентность к имипенему (IR) - изменение структуры поринового белка OprD.
Фторхинолоны. Механизм действия: ингибиция ДНК-гиразы; благодаря липофильным свойствам возможна диффузия непосредственно через мембраны, однако частично активно выводятся посредством системы MexA-MexB-OprM. Резистентность (QR): 1 - изменение структуры мишени действия (ДНК-гиразы), 2 - активация системы выведения (MexA-MexB-OprM), 3 - снижение проницаемости мембраны.

Далее...


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования