Сравнительная характеристика видового состава и биологических свойств микроорганизмов, изолированных от больных различных отделений хирургического стационара

Актуальность проблемы. Инфекционно-воспалительные осложнения остаются одной из важнейших проблем современной торакальной хирургии и обусловливают большую часть неблагоприятных результатов лечения больных с легочной патологией (Косолобов, 2000; Абрамзон, 2003; Frey, 1999). Возбудители инфекционно-воспалительных заболеваний представлены широким спектром грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. В условиях стационара возможно присоединение внутрибольничной микрофлоры, которая отягощает течение основного патологического процесса (Fagon, 1996). Анализ изменений видового состава микрофлоры больных в процессе их пребывания-в стационаре,-изучение биологических свойств изолированных штаммов, в частности, персистентных характеристик и антибиотикочувствительности, дает возможность не только определить этиологическую роль того или иного патогена у каждого конкретного больного, но и скорректировать схему проводимой химиотерапии.

Специфика отделений реанимации и интенсивной терапии, связанная с нахождением большинства пациентов на искусственной вентиляции легких, тяжесть их состояния, усугубляющаяся нарушением дренажной функции бронхов и застойными явлениями, а также использование инвазивных методов терапии способствуют возникновению у них инфекционных осложнений. По данным различных авторов (Руднов, 1999; Синопальников, 1999), внутрибольничные пневмонии развиваются у 20−80% больных отделений реанимации.

В настоящее время наблюдается расширение спектра таксонов, способных вызывать инфекционные процессы различной локализации, в том числе органов дыхания. Остается актуальным вопрос о соотношении и выраженности факторов патогенности и персистенции у бактерий при острых и хронических формах инфекционного процесса. Недостаточно изучены параметры, определяющие реализацию механизмов антибиотикорезистентности у этиопатогенов гнойно-септических осложнений. Видовой состав, спектр и уровень чувствительности к химиопрепаратам могут быть различны не только в географических рамках, но и в пределах одного стационара (Дехнич, 2002). Наиболее остро проблемы, связанные со сменой возбудителей, стоят в условиях отделений реанимации (Bodman, 2003). Как следствие, снижается эффективность эмпирической антибактериальной терапии, повышается риск возникновения осложнений, увеличивается срок госпитализации. Эти обстоятельства диктуют необходимость дальнейшего изучения видового разнообразия и биологических свойств микроорганизмов — возбудителей инфекционно-воспалительных заболеваний легких. Приоритетная роль в современных условиях должна Отводиться мониторингу изменений микробного пейзажа как основы для профилактики, прогнозирования развития и повышения эффективности этиотропного лечения инфекционных осложнений (Белобородов, 2004).

Поиск специфических лабораторных тестов для диагностики госпитальных инфекций, дополнительных маркеров, позволяющих дифференцировать «уличные» и внутрибольничные штаммы, будет способствовать разработке формулярных списков и адекватных схем применения антимикробных препаратов в различных отделениях стационара.

Цель настоящей работы — сравнительная характеристика видового состава и биологических свойств микроорганизмов, изолированных от больных торакального и реанимационного отделений в процессе стационарного лечения.

Основные задачи исследования:

1. Провести клинико-лабораторное обследование пациентов торакального и реанимационного отделений и проанализировать в сравнительном аспекте его результаты.

2. Изучить динамику видового состава микроорганизмов, изолируемых от больных этих отделений, и дать сравнительную оценку их биологических свойств.

3. Оценить спектр и уровень антибиотикочувствительности выделенных бактерий, определить возможные механизмы формирования резистентности к антибактериальным препаратам у основных этиопатогенов.

4. Обосновать целесообразность дифференцированного подхода к назначению антибактериальной терапии в хирургическом стационаре и отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ).

Научная новизна. Впервые в сравнительном аспекте проанализирована динамика видового состава микроорганизмов, выделенных от больных торакального отделения и ОРИТ, в условиях специализированного стационара. Установлено, что у больных торакального отделения с инфекционно-воспалительными заболеваниями легких и плевры изолируется широкий спектр возбудителей, тогда как у пациентов ОРИТ на 5−6 сутки искусственной вентиляции легких обнаруживаются, как правило, представители 2−3-х видов бактерий, главным образом Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa в сочетании с дрожжеподобными грибками рода Candida.

Сравнительный анализ основных биологических свойств выделенных бактерий показал, что набор и степень выраженности факторов вирулентности микроорганизмов, изолированных от пациентов торакального отделения, варьировали в широких пределах, в то же время у больных отделения реанимации, как правило, выделяли штаммы с однотипными свойствами. Впервые установлено, что штаммы псевдомонад, циркулирующие в ОРИТ — выделенные из окружающей среды, аппаратов ИВЛ и больных — обладают выраженной фосфолипазной активностью, что следует рассматривать не только как показатель степени их вирулентности, но и как маркер госпитальных штаммов. Показано, что нозокомиальные пневмонии, являющиеся наиболее частым инфекционным осложнением в.

ОРИТ, развиваются независимо от нозологии основного заболевания, топики хирургического вмешательства и в подавляющем большинстве случаев характеризуются практически тождественными клинико-лабораторными проявлениями.

Установлено, что микроорганизмы, выделенные от больных торакального отделения, обладают достаточно высокой чувствительностью к антибиотикам, при этом их антибиотикорезистентность не зависит от препаратов, применяемых в данном отделении. Показано, что штаммы, циркулирующие в ОРИТ — изолированные из дыхательного оборудования и от больных — однотипны по своим биологическим свойствам, обладают выраженной устойчивостью к антибактериальным препаратам. В числе возможныхмеханизмов формирования их антибиотикорезистентности может быть обмен внехромосомным генетическим материалом.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представление о роли микробного фактора в этиологии ИВЗ легких и нозокомиальных пневмоний, а также биологических свойствах представителей ряда таксонов бактерий «уличных» и госпитальных штаммов. Научную значимость представляют результаты исследований возможных механизмов формирования у госпитальных штаммов антибиотикорезистентности (обмен плазмидным материалом), проявления ими биологических свойств и анализ факторов, способствующих их селекции.

В практическом плане результаты динамического микробиологического обследования больных торакального отделения свидетельствуют о том, что по существу все изолированные возбудители инфекционно-воспалительных хирургических заболеваний легких и плевры, характеризуются достаточно высокой степенью чувствительности к химиопрепаратам, которая не зависит от схем антибиотикотерапии, используемых в данном стационаре, что косвенно указывает на их внебольничное происхождение. Это позволяет оптимизировать тактику химиотерапии: для лечения подобных больных можно применять антибиотики, рекомендуемые соответствующим протоколом. Своеобразие микробного пейзажа в том или ином отделении реанимации, циркуляция, как правило, 2−3-х видов микроорганизмов, отличающихся специфичностью биологических свойств с высокой степенью антибиотикорезистентности, что характерно для госпитальных штаммов, диктует необходимость постоянного мониторинга в каждом таком стационаре. Микробиологический скрининг позволит констатировать возможную смену патогенов, изменение спектра, а также уровня их антибиотикочувствительности. Это даст возможность в экстренных случаях назначить эмпирически препараты, эффективные против циркулирующей микрофлоры, и своевременно скорректировать выбор средств для антибактериальной терапии. —.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Среди различных инфекционно-воспалительных нозологий у больных торакального отделения преобладают острые эмпиемы плевры. Из инфекционных осложнений у больных ОРИТ чаще всего регистрируется нозокомиальная пневмония.

2. Видовой состав и основные биологические свойства микроорганизмов, изолированных от больных торакального и реанимационного отделений, в значительной степени определяются спецификой каждого из них.

3. Возбудители нозокомиальной пневмонии и инфекционно-воспалительных хирургических заболеваний легких существенно различаются по биологическим свойствам, а также спектру и степени чувствительности к антибактериальным препаратам.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Межрегиональной конференции молодых ученых «Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии», Пермь, 2002; Региональной научно-практической конференции, посвященной 10-летию образования службы госпитальных эпидемиологов, Пермь, 2003; Научной сессии молодых ученых.

ПГМА, Пермь, 2003; заседании Пермского филиала Всероссийского общества микробиологов, эпидемиологов, инфекционистов и паразитологов, Пермь, 2004.

По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.

Внедрение результатов исследования. Работа проводилась в соответствии с планом НИР Пермской государственной медицинской академии (№ государственной регистрации 0120.502 713). Результаты работы применяются в клинике госпитальной хирургии ПГМА, отделениях торакальной хирургии и реанимации Пермской областной клинической больницы. Результаты проведенных исследований используются в учебном процессе кафедр микробиологии, госпитальной хирургии, анестезиологии и ^ реаниматологии с курсом онкологий и хирургии ФУВ ГОУ ВГТО «Пермская государственная медицинская академия Росздрава».

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 136 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 15 рисунками и 19 таблицамисостоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, трех глав собственных наблюдений, заключения и выводов.

Список литературы

включает 157 работ отечественных и 73 зарубежных авторов.

ВЫВОДЫ.

1. В результате целенаправленного бактериологического обследования 123 больных торакального отделения с инфекционно-воспалительными заболеваниями легких и плевры и 82 больных реанимации выделено соответственно 266 и 658 микробных культур, представителей более 25 видов. От пациентов торакального отделения изолировали преимущественно бактерии рода Staphylococcus: S. aureus и S. epidermidis, нередко в составе ассоциаций с неклостридиальными анаэробами. У больных отделения реанимации, независимо от нозологии и топики хирургического вмешательства, превалировали P. aeruginosa и S. aureus — типичные возбудители нозокомиальной пневмонии.

2. При динамическом наблюдении за спектром микробных культур, выделенных от больных этих отделений, установлено, что у пациентов отделения грудной хирургии спустя 3−4 суток на фоне лечения наблюдалась санация очага—воспаления.—Напротив,—практически — у всех больных реанимации в те же сроки менялся видовой состав условно-патогенной микрофлоры, слизистые дыхательных путей колонизировали P. aeruginosa, S. aureus часто в ассоциации с дрожжеподобными грибками рода Candida.

3. Установлено, что культуры золотистого стафилококка, выделенные от больных торакального отделения, отличались различным набором и степенью выраженности факторов вирулентности. Наряду с высоковирулентными этиопатогенами присутствовали и коагулазонегативные штаммы стафилококков. У больных нозокомиальной пневмонией в отделении реанимации преобладали культуры P. aeruginosa и S. aureus с однотипным набором факторов вирулентности и высокой антибиотикорезистентностью, что характерно для госпитальных штаммов.

4. Показано, что культуры микроорганизмов, выделенные от больных различных отделений, отличались также по чувствительности к антибактериальным препаратам. Штаммы, изолированные от больных инфекционно-воспалительными заболеваниями легких и плевры, в том числе и S. aureus, обладали чувствительностью к исследованному спектру антибактериальных препаратов. Штаммы P. aeruginosa и Staphylococcus spp., выделенные в ОРИТ, характеризовались высоким уровнем устойчивости к широкому спектру антибиотиков. Одним из механизмов формирования такой резистентности может быть обмен генетическим материалом.

5. Своеобразие микробного пейзажа и биологических свойств микроорганизмов, изолированных от больных различных отделений, определяемые спецификой последних, диктуют необходимость дифференцированного подхода к антибиотикотерапии. Для лечения больных с инфекционно-воспалительными заболеваниями легких, учитывая высокую чувствительность к антибиотикам микрофлоры, выделенной от них, следует применять препараты, рекомендуемые соответствующим протоколом. Выбор АБТ для пациентов ОРИТ целесообразно строить на основе микробиологического мониторинга^—————————.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Значительная часть неблагоприятных результатов лечения пациентов в различных отделениях хирургического стационара обусловлена развитием инфекционных осложнений, что определяет актуальность разработки всех аспектов проблемы выбора адекватных мер, направленных на санацию патологического очага и профилактику ВБИ.

В настоящее время на основе результатов многолетних исследований формируется целостное представление об этиологии и патогенезе инфекционно-воспалительных осложнений, в том числе нозокомиальной пневмонии, тактике их лечения и профилактики. В то же время —микробиологические аспекты этих состояний остаются недостаточно изученными, в частности, возможные механизмы инфицирования легких и плевры, роль отдельных видов микроорганизмов в этиопатогенезе этих заболеваний. Не решены вопросы обеспечения практического здравоохранения достоверными и доступными тестами бактериологической диагностики, прежде всего индикации госпитальных штаммов бактерий, определения факторов, способствующих их персистенции. Учитывая широкую циркуляцию антибиотикорезистентных штаммов, все острее становится проблема поиска путей совершенствования химиотерапии.

Специфика отделений реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), связанная с нахождением большинства больных на искусственной вентиляции легких (ИВЛ), тяжесть их состояния, усугубляющаяся нарушением дренажной функции бронхов и застойными явлениями в легких, а также использование инвазивных методов терапии, способствуют возникновению ИВЗ легких. По данным различных авторов, так называемые, внутрибольничные пневмонии регистрируются у 20−80% больных ОРИТ [85]. Возникновение ИВЗ легких и плевры у пациентов различных отделений хирургического стационара побудили нас провести сравнительный анализ микробного состава и основных биологических свойств микрофлоры у таких больных, ее роли в этиопатогенезе подобных заболеваний. Можно было полагать, что такой подход к изучению и оценке значимости микробного фактора в развитии ИВЗ легких и плевры у больных различных отделений хирургического стационара даст возможность более эффективно бороться с данной патологией.

Под нашим наблюдением находилось 260 больных, в том числе 178 пациенты торакального отделения и 82 — ОРИТ. В отделении грудной хирургии было обследовано 123 человека с инфекционно-воспалительными заболеваниями легких и плевры, среди которых преобладали эмпиемы плевры и острые абсцессы легкого, а также 55 человек с раком легкого различной локализации. Среди госпитализированных в ОРИТ были больные^ перенесшие оперативные вмешательства, в том числе на органах грудной полости и с соматической патологией.

Всего от больных было выделено и идентифицировано 912 микробных культур. У больных торакального отделения состав микрофлоры характеризовался значительным видовым разнообразием, преобладали представители кокковой группы, значительную долю (26,05%) составили аэробные грамотрицательные палочковидные бактерии. С внутренних поверхностей аппаратов ИВЛ было изолировано 59 штамма различных бактерий и грибов Как правило, это были сочетания мкроорганизмов, состоящие из 2−3, а иногда и более видов. Наибольший удельный вес среди бактерий составили штаммы P. aeruginosa и S. aureus 23,73% и 18,64% соответственно. Третье место по частоте выделения (15,25%), занимали коагулазоотриательные стафилококки, преимущественно за счет эпидермального. Грибы рода Candida были представлены различными видами, при чем с одинаковой частотой изолировали С. albicans, C. glaborata и С. parapsilosis.

В серии специальных экспериментов мы изучили биологические свойства микроорганизмов, выделенных от больных торакального отделения и ОРИТ, а так же с дыхательного оборудования. Культуры, изолированные от пациентов отделения грудной хирургии, были вариабельны по набору и выраженности факторов патогенности. Эти различия в значительной степени определялись контингентом обследованных больных. Так, при обследовании лиц с хронической и вялотекущей инфекцией, лишь треть штаммов S. aureus, продуцировали лецитовителлазу и гемолизины. Культуры этого же вида бактерий, выделенные от больных с острыми инфекционно-воспалительными заболеваниями легких и плевры в 3 раза чаще обладали лецитовителлазной и гемолитической и в 2,2 раза ДНК-азной активностью. Аналогичные тенденции прослеживались и среди коагулазоотрицательных штаммов стафилококков. — - ;

Что касается персистентного потенциала изолированных штаммов, то его оценивали по способности инактивировать лизоцим. Среди 20 штаммов грамотрицательных бактерий и 46 культур стафилококков, выделенных от больных торакального отделения, этот признак обнаруживали у 55% и 26% изолятов соответственно. При этом уровень активности штаммов, выделенных от больных острыми процессами, был несколько ниже, чем от больных хроническими формами заболеваний. Стафилококки по данному признаку существенно отличались от энтеробактерий, AJIA выявляли у них в 2 раза реже и ее средняя величина была в 5 раз меньше, чем у энтеробактерий. Грамотрицательные и грамположительные бактерии, выделенные с поверхностей дыхательного оборудования, обладали способностью инактивировать лизоцим в несколько раз чаще, чем микроорганизмы, изолированные от пациентов отделения грудной хирургии. Этот уровень был близок к значениям при хронической инфекции, а, нередко, и превышал его.

Иные закономерности выявлены в отношении биологических свойств микроорганизмов, обнаруженных у больных реанимационного отделения. Во-первых, среди них преобладали культуры с однотипным набором, но, в то же время невысоким уровнем активности факторов вирулентности. Во-вторых, факторы персистенции у стафилококков были более выражены. Аналогичными биологическими свойствами обладали культуры, выделенные и с дыхательной аппаратуры. У штаммов золотистых стафилококков, изолированных на 5−8 сутки ИВЛ и с дыхательных аппаратов разница в значениях гемолитической, лецитовителлазной и ДНК-азной активностей не превышала 6−8%.

Особый интерес, с нашей точки зрения, представляет сравнительная оценка степени вирулентности различных штаммов P. aeruginosa, циркулирующих в обоих отделениях, в частности, их фосфолипазная — -активность^ С одной-стороны, это признанный фактор вирулентности, с другой, мы предлагаем рассматривать его как маркер госпитальных штаммов. Штаммы, отличающиеся высокой фосфолипазной активностью, выделяли именно с аппаратов ИВЛ и от больных, находящихся на искусственной вентиляции легких, у которых развилась НПИВЛ (рис. 3).

Заключительный фрагмент исследования связан с изучением антибиотикочувствительности бактерий, наиболее часто выделяемых от пациентов обоих отделений. Вопреки ряду литературных источников [1,2] практически все микроорганизмы, изолированные от пациентов торакального отделения, оказались чувствительными к широкому спектру антибактериальных препаратов. По-видимому, это в значительной степени и объясняет успешную санацию больных уже в первые несколько суток проведения химиотерапии. Напротив, при изучении госпитальных штаммов, большинство золтистых стафилококков относилось к группе MRSA, а все псевдомонады оказались полирезистентными. Изучая возможные механизмы формирования резистентности, и используя методы генетического анализа, установили, что в процессе пребывания больных в реанимационном отделении появлялись, а в более поздние сроки доминировали штаммы, содержащие плазмиды резистентности. Это особенно было характерно для изолятов P. aeruginosa.

Таким образом, результаты микробиологического мониторинга в различных отделениях хирургического стационара позволили проследить своеобразие видового спектра, проявления ряда биологических свойств, в том числе антибиотикочувствительности, изолируемых микробных культур. Это дает возможность оптимизировать тактику химиотерапии: для лечения больных отделения грудной хирургии целесообразно применять антибиотики, рекомендуемые соответствующим протоколом. Для создания формуляра антибактериальных препаратов, используемых в ОРИТ, необходим систематический скрининг не только видового состава возбудителей ВБИ, но и изучение их биологических свойств, в первую очередь, чувствительности к антибиотикам.