ISSN 2226-6976 (Print)
ISSN 2414-9640 (Online)

Circulation of antibiotic-resistant non-fermenting bacteria in Rostov-on-Don

Goloshva E.V., Aleshukina A.V., Tverdokhlebova T.I.

Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, Rostov-on-Don, Russia
Objective. To study of the incidence and species diversity of antibiotic-resistant non-fermenting gram-negative bacteria (NGNB) circulating in Rostov-on-Don in 2010–2017.
Materials and methods. A total of 1917 NGNB strains obtained from patients of 5 multidisciplinary hospitals in Rostov-on-Don and from outpatients were examined. Conventional methods for microbiological, epidemiological, statistical analysis and MALDI-TOF mass spectrometry analyses were used.
Results. The detection rate of NGNB in the city hospitals ranged from 5 to 28%. P. aeruginosa, S. maltophilia, and A. baumannii were most common (in descending order). The isolated NGNBs in the city hospitals were polyantibiotic resistant.
Conclusion. Monitoring the antibiotic resistance of non-fermenting bacteria strains will be able to optimally adjust antibacterial drug regimens in healthcare facilities, to develop anti-epidemic measures, and to assess the risks of infections associated with healthcare and caused antibiotic-resistant NGNB strains.

Keywords

non-fermenting bacteria
antibiotics
resistance

В настоящее время инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), являются актуальной медицинской проблемой, при этом неферментирующие бактерии (НФБ) доминируют в отделениях лечебно-профилактических учреждений различного профиля [1, 2]. Частота выделения НФБ из клинического материала достигает 15% от всех аэробных и факультативно-анаэробных грамотрицательных бактерий, из них около 70% приходится на долю P. aeruginosa, Acinetobacter spp. и Stenotrophomonas maltophilia [3]. Помимо них этиологическую роль в формировании внутрибольничных инфекций играют представители родов Burkholderia, Moraxella, Chryseobacterium, Bordetella [4]. Однако клиническую значимость имеют только некоторые виды вышеуказанных родов. Так, P. aeruginosa была первым по частоте (30%) микроорганизмом, выделяемым в ОРИТ, а B. cepacia имеет большое значение при инфекциях нижних дыхательных путей у больных муковисцидозом (6–7%, а в некоторых специализированных центрах – 28–30%) [5].

Указанные бактерии могут существовать в любой экологической нише: в почве, воде, воздухе, тканях и органах растений и животных, а также обладают способностью распространяться горизонтально через предметы или руки больных и медперсонала, то есть могут быть возбудителями госпитальных инфекций. Эти возможности обеспечиваются наличием у НФБ высокой частоты резистентности к разным классам антимикробных препаратов; наличием межклеточной сигнальной системы quorum sensing; способностью формировать биопленку, структура и физиологические свойства которой обеспечивают повышение устойчивости к антибиотикам, дезинфектантам [6]. В литературе приведены многочисленные данные о выделении устойчивых к антисептикам вариантов бактерий от больных, из объектов больничной среды, а также наблюдения о снижении терапевтического эффекта или его полном отсутствии в ряде случаев применения антисептиков [7].

Цель данного исследования – изучение частоты встречаемости и видового разнообразия антибиотикорезистентных неферментирующих грамотрицательных бактерий (НГОБ), циркулировавших в стационарах Ростова-на-Дону в 2010–2017 гг. и выделенных от амбулаторных больных в 2015–2017 гг.

Материалы и методы

Были проанализированы материалы, полученные из стационаров Ростова-на-Дону:

  • – ГУЗ «Областная детская больница» (689 штаммов) – МО № 1;
  • – МБУЗ «Городская больница № 1 им. Н.А. Семашко» (167 штаммов) – МО № 2;
  • – ГБУ Ростовской области «Госпиталь для ветеранов войн» (60 штаммов) – МО № 3;
  • – Больница водников (ЮОМЦ ФМБА) (700 штаммов) – МО № 4;
  • – ГБУ «Областная клиническая больница № 2» (203 штамма) – МО № 5, а также 98 штаммов НГОБ, выделенных от амбулаторных больных.

Использовали общепринятые методы микро­­биологического, эпидемиологического и статистического анализа. Идентификацию выделенных НГОБ производили методом масс-спектрометрии MALDI-TOF на оборудовании фирмы Bruker (Германия), а также использовали тест-системы «ДС-ДИФ-НЕФЕРМ» (НПО «Диагностические системы», Нижний Новгород).

Чувствительность НФБ к антибиотикам определяли при помощи полуавтоматического бактериологического анализатора Vitek-2, а также диско-диффузионным методом (МУК 4.2.1890-04).

Статистический анализ результатов выполняли на основе методов вариационной статистики с определением медианы и интерквартильного размаха в программах Microsoft Office Excel 2007 и Statistica 6.0. Достоверными считали показатели при p ≤ 0,05.

Исследование одобрено этическим комитетом ФБУН «Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии» Роспотребнадзора.

Результаты

В результате многолетних наблюдений была выявлена следующая частота выделения НГОБ: в МО № 1 – от 5,5 ± 0,3 до 9,6 ± 0,4% случаев, в МО № 2 – 12,0 ± 0,5%, в МО № 3 – 11,8 ± 0,4%, в МО № 4 – от 5,0 ± 0,2 до 28,5 ± 0,6%, в МО № 5 – 16,5 ± 0,5%. Полученные нами результаты не противоречат данным других авторов.

В этиологической структуре НГОБ, выделенных в разных отделениях МО № 1, преобладали Pseudomonas aeruginosa (в пульмонологическом отделении и в ОРИТ – 38,8 ± 1,5%, в отделении нефрологии – 80 ± 2,0%), Stenotrophomonas maltophilia (в пульмонологическом отделении – 38,8 ± 1,5%). Частота выделения других НГОБ не превышала 10%: Moraxella nonliquеfaciens –8,7 ± 2,4%, Pseudomonas alcaligines – от 7,7±1,9% до 8,3±2,4%, Acinetobacter haemolуticus – от 5,6 ± 1,5 до 7,5 ± 2,4%, Burkholderia cepacia – 0,4 ± 0,1%.

Наблюдения за циркуляцией НФБ в стационарах, ориентированных на взрослых пациентов, показали доминирование Pseudomonas aeruginosa: в МО № 3 – 15,0 ± 1,1%, в МО № 4 – 50,0 ± 2,8%, в МО № 5 – 40,0 ± 1,6%, в хирургическом и травматологическом отделениях МО № 2 – 97,1 ± 0,5%.

Следующими по частоте выделения были бактерии рода Acinetobacter, доля которых составила в МО № 4 от 5,0 ± 2,4 до 28,0 ± 2,4%, в МО № 3 – 13,3 ± 0,5%, в МО № 5 – 42,2 ± 0,7%. За период наблюдения была отмечена тенденция к снижению частоты выделения Pseudomonas aeruginosa и нарастание частоты выделения Acinetobacter spp.

Таким образом, в стационарах Ростова-на-Дону у детей чаще выявляли Pseudomonas aeruginosa и Stenotrophomonas maltophilia, а у взрослых – Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumannii.

Частота выявления НГОБ у пациентов, обратившихся амбулаторно в лабораторию вирусологии, микробиологии и молекулярно-биологических методов исследования ФБУН «Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии», была невысока (98 штаммов) и составила 2,8 ± 0,1% от всех анализов за период 2015–2017 гг. В 53 случаях НГОБ выделяли из кишечного биотопа и в 45 – из открытых полостей организма. В 77,5 ± 1,5% случаев НГОБ были выделены от обследованных детей и в 22,5 ± 2,5% – от взрослых.

У амбулаторных больных также преимущественно выделяли бактерии родов Pseudomonas (44,9 ± 1,5%), Acinetobacter (33,7 ± 1,6%) и Stenotrophomonas (7,1 ± 1,1%). В остальных случаях (14,3 ± 1,3%) были выделены довольно редко встречающиеся представители НФБ, такие как Sphingomonas sp., Aeromonas sp., Alcaligenes sp., Chryseobacterium sp., Arthrobacter sp., Shewanella sp., идентификация которых стала возможной в результате применения метода масс-спектрометрии.

Анализ результатов исследований чувствительности к антибактериальным препаратам НГОБ, выделенных из разных биотопов у детей, показал, что все тестируемые культуры оказались устойчивыми к хлорамфениколу, триметоприму, сульфаперазону, сульфаметаксазолу, цефатаксиму и амоксициллину. Культуры, выделенные из ротоглотки/носоглотки и прочих биотопов, оказались наиболее чувствительными к карбапенемам 2-го поколения, аминогликозидам 3-го поколения. Культуры, выделенные из кишечного биотопа, были более чувствительны к карбапенемам 2-го поколения, аминогликозидам 3-го поколения, бета-лактамным цефалоспоринам 3-го поколения.

Штаммы Pseudomonas aeruginosa, выделенные в хирургическом и травматологическом отделениях МО № 2, были полиантибиотикорезистентными. Чувствительность к разным группам антибиотиков была выявлена (в порядке убывания) к карбапенемам 2-го поколения (92,9% штаммов), фторхинолонам 2-го поколения (78,6% штаммов), аминогликозидам 1–2-го поколения (71,4 и 78,6% соответственно), цефалоспоринам 2–3-го поколения (64,3 и 71,4% соответственно). Анализ чувствительности к антибиотикам штаммов НГОБ, выделенных в МО № 3 и № 4, также показал преимущественную резистентность к тестируемым препаратам (83,3%). Сохранялась некоторая чувствительность к карбапенемам 2-го поколения (42–50%), фторхинолонам (до 50,0%), аминогликозидам 3-го поколения (50–68%) и цефалоспоринам 3-го поколения (65–70%).

Анализ антибиотикограмм штаммов НГОБ, выделенных от пациентов разных отделений МО № 5, позволил установить высокую устойчивость НГОБ к антибактериальным препаратам. 87–100% штаммов родов Acinetobacter и Pseudomonas оказались высокорезистентными к монобактамам, полусинтетическим пенициллинам 1-го поколения, нитрофуранам, цефалоспоринам 1–3-го поколения, фторхинолонам 2-го поколения. 55–80% штаммов сохранили чувствительность к таким бета-лактамным препаратам как имипенем, меропенем, аминогликозидам 2–3-го поколения, фторхинолонам 3-го поколения и комбинированным антимикробным препаратом (цефоперазон/сульбактам). Наибольшей активностью в отношении этих штаммов обладал колистин (100%). Максимальная резистентность к антибиотикам была отмечена у бактерий S. maltophilia, 100% которых были устойчивы к 9 из 18 антибиотических препаратов, в том числе и к колистину (93%).

НГОБ, выделенные от амбулаторных больных, были преимущественно устойчивы к полусинтетическим пенициллинам, цефалоспоринам 1–2-го поколения, макролидам, нитрофуранам. Они сохранили чувствительность в отношении фторхинолонов, аминогликозидов 3-го поколения и карбапенемов.

Обсуждение

В результате многолетних наблюдений было установлено, что средняя частота выделения НГОБ в стационарах Ростова-на-Дону не превышала общероссийских показателей1,2. Низкую частоту выделения НФБ от амбулаторных больных подтверждают и литературные данные о незначительной роли НГОБ в этиологии внебольничных инфекций [3, 8]. Однако обнаруженная нами полиантибиотикорезистентность штаммов НГОБ, выделенных в стационарах города, и повсеместная устойчивость к гентамицину, свидетельствует об их госпитальной принадлежности. С другой стороны, было зафиксировано нарастание частоты встречаемости карбапенем-устойчивых штаммов среди основных потенциальных возбудителей ИСМП (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Stenotrophomonas maltophilia) в стационарах Ростова-на-Дону. Известно, что гены карбапенемаз часто сцеплены с другими детерминантами антибиотикорезистентности и входят в состав высокомобильных интегронов, способных быстро распространяться между бактериями с помощью плазмид и транспозонов [9]. При этом формируются отдельные поли- и панрезистентные клоны микроорганизмов, «критически приоритетных супербактерий» по критериям ВОЗ (28 февраля 2017 г.), способные быстро распространяться на обширных территориях и вызывать инфекции, трудно поддающиеся терапии, часто с летальным исходом.

Заключение

Таким образом, частота выделения НГОБ в в стационарах Ростова-на-Дону колебалась в пределах от 5 до 28%. Среди амбулаторных больных этот показатель был значительно ниже и составил 2,8 ± 0,1%.

При этом наиболее часто встречались (в порядке убывания) Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia, Acinetobacter baumannii. Изолированные НФБ в стационарах города были полиантибиотикорезистентными. В целом сохранялась чувствительность к аминогликозидам, карбапенемам 2–3-го поколения и цефалоспоринам 3-го поколения. Прослеживается тенденция к нарастанию антибиотикорезистентности среди штаммов Acinetobacter spp. и S. maltophilia. Штаммы НФБ, колонизирующие амбулаторных больных, не соприкасавшихся с внутрибольничной средой, сохранили относительную чувствительность к резервным АМП.

Мониторинг за антибиотикорезистентностью штаммов НГОБ позволит оптимальным образом скорректировать схемы назначения антибактериальных препаратов в МО, оценить риски возникновения ИСМП и разработать соответствующие противоэпидемические мероприятия.

* * *

Благодарности

Авторы выражают глубокую признательность за предоставленные материалы врачам-участникам мониторинга, сотрудникам вышеуказанных стационаров: В.Ю. Рыжкову, Н.В. Буднику, И.В. Жуковской, И.Л. Его­ренковой, Л.П. Землян­ки­­ной, О.Ю. Куцеваловой и другим.

References

  1. Pokrovsky V.I., Akimkin V.G., Briko N.I., Brusina E.B., Blagonravova A.S., Zueva L.P., Kovalishena O.V., Stasenko V.L., Tutelyan A.V., Feldblyum I.V., Shkarin V.V. [Bases for the current classification of healthcare-associated infections]. Èpidemiologiâ i infekcionnye bolezni. Аktual’nye voprosy 2011; (3): 4–10. (In Russ.).
  2. Ablyakimova L.H. [A role of microbiological control in prevention of the infections connected with delivery of health care]. Zhurnal fendamentalnoy meditsiny i biologii 2014; (1): 41–4. (In Russ.).
  3. Zubkov M.N. [Not fermenting bacteria: classification, the General characteristic, a role in pathology of the person. Identification of Pseudomonas spp. and similar microorganisms]. Infektsii i antimikrobnауа terapiуа 2003; 5(1): 55–9. (In Russ.).
  4. Shaginyan I.A., Chernukha M.Yu. [Not fermenting gramotritsatelny bacteria in an etiology of intrahospital infections: clinical, epidemiological and microbiological features]. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya himioterapiya 2005; 7(3): 271–85. (In Russ.).
  5. Chernykha M.Yu., Shaginyan I.A., Kapranov N.I. [Persistention Burkholderia cepacia at patients mukovistsidozy]. Zhurnal Mikrobiologii 2012; (4): 93–8. (In Russ.).
  6. Romanova Yu.M., Gintsburg A.L. [Bacterial biofilms as a natural form of existence of bacteria in the environment and the owner’s organism]. Zhurnal Mikrobiologii 2011; (3): 99–109. (In Russ.).
  7. Shkarin V.V. [Characteristic of resistance of microorganisms to chlorine-containing disinfectants and its epidemiological importance]. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika 2009; (5): 27–31. (In Russ.).
  8. Demikhovskaya E.V. [Not fermenting bacteria in aspect of a multiple antibiotikorezistentnost of causative agents of intrahospital infections]. Bolezni i antibiotiki 2012; 1(6): 1–6. (In Russ.).
  9. Tapalskiy D.V., Osipov V. A., Zhavoronok S.V. [Karbapenemaza’s of gramotritsatelny bacteria. Distribution and methods of detection]. Meditsinskiy zhurnal 2012; (2): 10–5. (In Russ.).

About the Authors

Elena V. Goloshva, Cand. Biol. Sci., Leading Researcher, Laboratory of Virology, Microbiology, and Molecular Biological Studies, Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Russian Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: lab.microb5e@ yandex.ru
Anna V. Aleshukina, MD, Head, Laboratory of Virology, Microbiology and Molecular Biological Studies, Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Russian Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Rostov-on-Don, Russia; е-mail: aaleshukina@mail.ru
Tatyana I. Tverdokhlebova, MD, Director, Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Russian Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: rostovniimp@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.