ПАТОГЕННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ БАКТЕРИЙ ГРУППЫ ESKAPE, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАН: ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕНО- И ГЕНОТИПИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Аннотация
Введение. Оценка биологических свойств изолятов, выделенных из клинического материала пациентов, повысит информативность микробиологического исследования, оптимизирует интерпретацию результатов посева для обоснования дальнейшей тактики лечения ран. Цель. Проанализировать фенотипические и генотипические свойства бактерий группы ESKAPE и определить возможность практического использования параметров, характеризующих биопрофиль изолята, при интерпретации результатов микробиологического посева раневого отделяемого. Материал и методы. Проанализированы фено- и генотипические маркеры, характеризующие патогенный потенциал изолятов группы ESKAPE: Enterococcus faecalis (n=93), Stаphylococcus aureus (n=177), Klebsiella pneumoniae (n=7), Acinetobacter baumannii (n=32), Pseudomonas aeruginosa (n=45), Enterobacterales (Proteus mirabilis, n=26). Микроорганизмы были выделены из раневого отделяемого пациентов с острыми и хроническими ранами, которые поступали в ожоговое отделение ГУЗ «Гомельская городская клиническая больница № 1» за период 2012-2020 гг. для оказания специализированной медицинской помощи. Дефекты покровных тканей были представлены посттравматическими ранами (механические травмы, термические ожоги), постнекротическими ранами (после гнойно-воспалительных заболеваний кожи и подлежащих тканей), трофическими язвами (на культях нижних конечностей после длительного ношения протеза; нейротрофическими – после механической травмы периферических нервов); пролежнями III стадии после длительного сдавления тканей. При описании свойств изолятов учитывали срок существования раны и наличие клинических признаков инфекционного воспаления. Результаты. Определена взаимосвязь клинического статуса раны (отсутствие признаков воспаления, критическая колонизация, инфекция) с биопрофилем изолята, выделенного из раневого отделяемого. Потенциально патогенные S. aureus, обладающие колонизационными, инвазивными и цитотоксическими свойствами, обнаруживались в ранах минимальных сроков существования – до четырех суток, однако отсутствие клиники инфекции позволяет говорить о контаминации. Формирование биопленки, персистентные свойства, генетические маркеры патогенности у S. aureus и E. faecalis в сочетании с патологическими изменениями мелкозернистых грануляций в ране свидетельствуют о колонизации. Воспалительный статус ран (критическая колонизация и инфекция по критериям NERDS&STONEES), из которых выделялись P. aeruginosa и A. baumannii, наличие маркеров вирулентности, резистентность к антибиотикам определяют значимость этих изолятов как этиологических агентов инфекционного процесса. P. mirabilis, выделенные из критически колонизированных и инфицированных ран, не во всех случаях имели полный комплекс маркеров вирулентности, особенно в составе ассоциаций. K. pneumoniae выделялись только из ран, имеющих признаки воспаления, проявляли разные сочетания генетических детерминант вирулентности, вариабельность гиперпродукции капсульных полисахаридов и образования биопленки. Выводы. Разработан алгоритм интерпретации результатов посева раневого отделяемого с включением фено- и генотипических маркеров, которые рекомендуются для определения ведущего патогена, колонизирующего рану и нарушающего процесс заживления; оценки этиологической значимости представителей смешанных культур, выделенных из критически колонизированных и инфицированных ран, что позволит определить дельнейшую тактику лечения пациентов.
Литература
Dinesh K, Karthick M. A study on ESKAPE pathogens the bad bug with no drug. Tropical Journal of Pathology and Microbiology. 2018;4(2):134-138. https://doi.org/10.17511/jopm.2018.i02.02.
Andryukov BG, Somova LM, Matosova EV, Lyapun IN. Fenotipicheskaja plastichnost bakterij kak strategija rezistentnosti i obzor sovremennyh antimikrobnyh tehnologij (obzor) [Phenotypic plasticity as a strategy of bacterial resistance and an object of advanced antimicrobial technologies (review)]. Sovremennye tehnologii v medicine. [Modern technologies in medicine]. 2019;11(2):164-182. https://doi.org/10.17691/stm2019.11.2.22. https://elibrary.ru/agwjrd (Russian).
Briko NI, Brusina EB, Zueva LP, Kovalishena OV, Ryapis LA, Stasenko VL, Feldblum IV, Shkarin VV. Gospitalnyj shtamm – nepoznannaja realnost [Hospital strain – an unknown reality]. Epidemiologija i vakcinoprofilaktika [Epidemiology and Vaccinal Prevention]. 2013;1:30-35. edn: PVSUMN. (Russian).
Khmel IA, Belik AS, Zaitseva UV, Danilova NN. Quorum sensing i kommunikacija bakterij [Quorum sensing and communication of bacteria]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. [MSU Vestnik. Series 16. Biology]. 2008;(1):28-35. edn: JUTZID. (Russian).
Manzenyuk OYu, Firstova VV, Mukhina TN, Shemyakin IG. Molekuljarnye sistemy regulirovanija formirovanija bioplenok bakterij Pseudomonas aeruginosa [Molecular Regulation of Pseudomonas aeruginosa Biofilms]. Vestnik Rossijskoj Akademii medicinskih nauk [Annals of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2018;73(4):244-251. https://doi.org/10.15690/vramn1010. https://elibrary.ru/xwotrr (Russian).
Chebotar IV, Bocharova YuA, Podoprigora IV, Shagin DA. Pochemu Klebsiella pneumoniae stanovitsja lidirujushhim opportunisticheskim patogenom [The reasons why Klebsiella pneumoniae becomes a leading opportunistic pathogen]. Klinicheskaja mikrobiologija i antimikrobnaja himioterapija [Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy]. 2020;20(1):4-19. https://doi.org/10.36488/cmac.2020.1.4-19. https://elibrary.ru/ockpac. (Russian).
Yu WL, Ko WC, Cheng KC, Lee СС, Lai CC, Chuang YC. Comparison of prevalence of virulence factors for Klebsiella pneumoniae liver abscesses between isolates with capsular K1/K2 and non-K1/K2 serotypes. Diagn Microbiol Infect Dis. 2008;62(1):1-6. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2008.04.007.
Ponomarenko SV. Mikrobiologicheskie aspekty stafilokokkovoj infekcii na sovremennom jetape (obzor literatury) [Microbiological aspects of Staphylococcal infections today (literary review)]. Anali Mechnikovskogo Іnstitutu [Annals of Mechnikov Institute].2013;3:13-17. (Russian).
Shivani C, Kusum H, Sanjay C. Antibiotic susceptibility of ica-positive and ica-negative MRSA in different phases of biofilm growth. The Journal of Antibiotics. 2015;68:15-22. https://doi.org/10.1038/ja.2014.96.
Yarets YI, Shevchenko NI, Eremin VF. Metodologija mikrobiologicheskogo poseva ranevogo otdeljaemogo v ramkah sovremennyh predstavlenij o diagnostike infekcionnogo processa [Methodology of microbiological analysis of wound swabs within the framework of modern concepts of wound infection process]. Laboratornaja sluzhba [Laboratory Service]. 2021;10(3):33-42. https://doi.org/10.17116/labs20211003133. https://elibrary.ru/phjnns. (Russian).
Rozhko AV, Yarets YI, Shevchenko NI; Republican Research Center for Radiation Medicine and Human Ecology. Metod mikrobiologicheskoj diagnostiki postravmaticheskoj ranevoj infekcii. Instrukcija po primeneniju BY № 211-1215. 30.06.2016. Gomel; 2015. 8 р. (Russian).
Buharin OV, Brudastov JuA, Derjabin DG. Izuchenie antikomplimentarnoj aktivnosti stafilokokkov [Study of the anticomplimentary activity of staphylococci]. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika [Russian Clinical Laboratory Diagnostics]. 1992;11-12:68-71. edn: SBTRBD. (Russian).
Buharin OV, Valyshov AV, Elagina NN. Antilizocimnaja aktivnost anajerobnyh bakterij fekalnoj mikroflory cheloveka [Antilysozyme activity of anaerobic bacteria of human fecal microflora]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 2000;5:20-22 (Russian).
Nezhvinskaja OE, Tonko OV, Dudchik NV, Kolomiec ND, Fedorenko EV, Janeckaja SA, Hanenko ON, Levshina NN; Scientific and Practical Center for Hygiene; Belarusian Medical Academy of Postgraduate Education; Minsk City Center for Hygiene and Epidemiology. Metody ocenki jepidemiologicheskoj znachimosti patogennyh i uslovno-patogennyh mikroorganizmov. Instrukcija po primeneniju BY № 005-0515. 18.06.2015. Minsk; 2015. 30 р. (Russian).
Shipicyna IV, Osipova EV, Godovykh NV. Ocenka adgezivnoj aktivnosti bakterij, vydelennyh u pacientov s inficirovannymi jendoprotezami krupnyh sustavov [The evaluation of adhesive activity of bacteria extracted from patients with infected endoprostheses of large joints]. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika [Russian Clinical Laboratory Diagnostics]. 2014;59(6):59-61. edn: SKJAON. (Russian).
Yazdani R, Oshaghi M, Havayi A, Pishva E, Salehi R, Sadeghizadeh M, Foroohesh H. Detection of icaAD gene and biofilm formation in Staphylococcus aureus isolates from wound infections. Iranian J Publ Health. 2006;35(2):25-28.
Sharma V, Sharma S, Dahiya DK. Coagulase gene polymorphism, enterotoxigenecity, biofilm production, and antibiotic resistance in Staphylococcus aureus isolated from bovine raw milk in North West India. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2017;16:65. https://doi.org/10.1186/s12941-017-0242-9.
Zheng JX, Wu Y, Lin ZW, Pu ZY, Yao WM, Chen Z, Li DY, Deng QW, Qu D, Yu ZJ. Characteristics of and Virulence Factors Associated with Biofilm Formation in Clinical Enterococcus faecalis Isolates in China. J Front. Microbiol. 2017;8:2338. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02338.
Hashem AY, Amin HM, Esam TM, Yassin AS, Aziz RK. Biofilm formation in enterococci: genotype-phenotype correlations and inhibition by vancomycin. Scientific Reports. 2017;7(1):5733. https://doi.org/10.1038/s41598-017-05901-0.
Mahmood ТM, Abdullah BA. The relationship between biofilm formation and presence of fimH and mrkD genes among E. coli and K. pneumoniae isolated from patients in Mosul. Mosul Nursing Journal. 2015;3(1):34-42. https://doi.org/10.33899/mjn.2015.160018.
Caneiras C, Lito L, Mayoralas-Alises S, Díaz-Lobato S, Melo-Cristino J, Duarte A. Virulence and resistance determinants of Klebsiella pneumoniae isolated from a Portuguese tertiary university hospital centre over a 31-year period. Enferm Infecc Microbiol Clin. 2019;37(6):387-393. https://doi.org/10.1016/j.eimc.2018.11.001.
Banar M, Emaneini M, Satarzadeh M, Abdellahi N, Beigverdi R, Leeuwen WB, Jabalameli F. Evaluation of mannosidase and trypsin enzymes effects on biofilm production of Pseudomonas aeruginosa isolated from burn wound infections. PLoS One. 2016;11(10):e0164622. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0164622.
Firouzi-Dalvand L, Pooladi M. Identification of exoS, exoU genes in Pseudomonas aeruginosa. Journal of Paramedical Sciences. 2014;5(4):89-95. https://doi.org/10.22037/JPS.V5I4.7825.
Hemati S, Azizi-Jalilian F, Pakzad I, Taherikalani M, Maleki A, Karimi S, Monjezei A, Mahdavi Z, Fadavi MR, Sayehmiri K, Sadeghifard N. The correlation between the presence of quorum sensing, toxin-antitoxin system genes and MIC values with ability of biofilm formation in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Iran J Microbiol. 2014;6(3):133-139.
Selasi GN, Nicholas A, Jeon H, Na SH, Kwon HI, Kim YJ, Heo ST, Oh MH, Lee JC. Differences in biofilm mass, expression of biofilm-associated genes, and resistance to desiccation between epidemic and sporadic clones of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii sequence type 191. PLoS One. 2016;11(9):e0162576. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162576.
Azizi O, Shahcheraghi F, Salimizand H, Modarresi F, Shakibaie MR, Mansouri S, Ramazanzadeh R, Badmasti F, Nikbin V. Molecular analysis and expression of bap gene in biofilm-forming multi-drug-resistant Acinetobacter baumannii. Rep Biochem Mol Biol. 2016;5(1):62-72.
Mirzaei A, Habibi M, Bouzari S, Karam MRA. Characterization of antibiotic-susceptibility patterns, virulence factor profiles and clonal relatedness in proteus mirabilis isolates from patients with urinary tract Infection in Iran. Infect Drug Resist. 2019;12:3967-3979. https://doi.org/10.2147/IDR.S230303.
Klinicheskie rekomendacii. Opredelenie chuvstvitelnosti mikroorganizmov k antimikrobnym preparatam [Clinical recommendations. Susceptibility testing of microorganisms to antimicrobial agents]. Version 03.2018 [Internet]. Available from: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrecdsma2018.pdf (Russian).
Evropejskij komitet po opredeleniju chuvstvitelnosti k antimikrobnym preparatam. Tablicy pogranichnyh znachenij dlja interpretacii znachenij MPK i diametrov zon podavlenija rosta [The European Committee on antimicrobial susceptibility testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters]. Version 10.0, 01.01.2020 [Internet]. Available from: https://iacmac.ru/ru/docs/eucast/eucast-clinical-breakpoints-bacteria-10.0-rus.pdf (Russian).
Gostev VV, Naumenko ZS, Martel II. Mikroflora otkrytyh perelomov i rezistentnost k antibiotikam (II soobshhenie) [Open fractures wound microflora resistance to antibiotics (II report)]. Travmatologija i ortopedija Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2010;16(1):33-37. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2010-0-1-33-37. https://elibrary.ru/ljlvdj. (Russian).
Woo KY, Sibbald GR. A cross-sectional validation study of using NERDS and STONEES to assess bacterial burden. Octomy wound management. 2009;55(8):40-48.
Yarets YI. Osobennosti mikrobnogo pejzazha ran pacientov na razlichnyh srokah sushhestvovanija [Features of the microbial landscape of patients' wounds at different periods of existence Immunopathology]. Immunopatologija, allergologija, infektologija [Immunopathology, Allergology, Infectology]. 2020;4:34-37. https://doi.org/10.14427/jipai.2020.4.34. https://elibrary.ru/tyrptw. (Russian).
