Biological methods of disinfection: possibilities and limitations. Systematic review

Full Text

Введение

Современная система санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий в медицинских организациях (МО) в значительной степени опирается на химические методы дезинфекции. Широкое применение хлорсодержащих препаратов, четвертичных аммониевых соединений (ЧАС), пероксидов и спиртов, несмотря на высокую антимикробную активность, имеют существенные ограничения: возможность побочного эффекта для пациентов и персонала, необходимость применения мер предосторожности, негативное воздействие на материалы объектов, селекция резистентных штаммов микроорганизмов и кратковременность протективного эффекта, ведущая к быстрой реконтаминации обработанных поверхностей [1–7]. В условиях роста антимикробной резистентности (АМР) и в рамках концепции «Единого здоровья» (One Health) актуализируется поиск экологичных и целенаправленных альтернатив [4, 8]. К одной из них относится биологический метод дезинфекции — направление, основанное на использовании живых микроорганизмов, их метаболитов или вирусов бактерий для селективного подавления патогенной и условно-патогенной микрофлоры с целью формирования стабильного и безопасного микробного сообщества (микробиома) на объектах окружающей среды [9–11]. Ключевыми агентами биологического метода являются:

1) пробиотические бактериальные консорциумы (мультиштаммовые сообщества, способные к колонизации);

2) литические бактериофаги (вирусы бактерий, обладающие строгой специфичностью) [12–14].

В России интерес к данной тематике поддерживается как успехами мировой науки, так и наличием собственных разработок в области создания и применения фаговых препаратов и пробиотиков [4, 15–20]. Вместе с тем применение биологического метода для дезинфекции поверхностей и оборудования в МО остаётся фрагментарным и недостаточно регламентированным.

Целью настоящего систематического обзора является анализ современных данных об эффективности и применении агентов биологической дезинфекции (пробиотических бактериальных консорциумов и бактериофагов) в условиях МО в сравнении с традиционным химическим методом.

Систематический обзор подготовлен в соответствии с рекомендациями PRISMA 2020 (Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses).

Критерии включения (PICO):

• Группа исследования: объекты МО (поверхности, медицинское оборудование), контаминированные патогенной и условно-патогенной микрофлорой, включая полирезистентные штаммы.
• Исследование/вмешательство: применение одного или нескольких агентов биологической дезинфекции: живые пробиотические культуры (спреи, салфетки, растворы), бактериофаги (коктейли, лизины), бактериоцины, ферменты.
• Изучаемый метод/сравнение: традиционный химический метод дезинфекции (любые зарегистрированные химические средства), плацебо или отсутствие обработки.
• Результаты: микробиологические (снижение КОЕ/мл или КОЕ/см² целевого патогена, процент разрушения биоплёнки, скорость реколонизации), клинико-эпидемиологические (частота случаев внутрибольничных инфекций, связанных с обработанным объектом), показатели безопасности.
• Тип исследований: рандомизированные контролируемые испытания (РКИ), контролируемые нерандомизированные исследования, протоколы in vitro и in situ, имитирующие условия МО.

Критерии исключения:

1. Исследования, посвящённые исключительно применению в пищевой промышленности, сельском хозяйстве или ветеринарии без обсуждения переноса методологии в МО.
2. Работы, в которых биологические агенты используются для системной терапии (перорально, парентерально), а не для дезинфекции окружающей среды или локального применения.
3. Теоретические обзоры, мнения, описания случаев без контрольной группы, препринты.
4. Публикации на языках, отличных от русского и английского.
5. Исследования, опубликованные до 2010 г. (за исключением фундаментальных работ, цитируемых во введении).

Стратегия поиска. Поиск проводился с использованием комбинации ключевых слов на русском и английском языках в следующих базах данных: PubMed/MEDLINE, Scopus, Web of Science, КиберЛенинка, eLIBRARY.RU.

Дата последнего поиска — ноябрь 2025 г.

Отбор исследований и извлечение данных. Два исследователя независимо проводили скрининг по заголовкам и аннотациям, затем — полнотекстовый анализ. Разногласия разрешались консенсусом или привлечением третьего эксперта. Из отобранных статей извлекались данные об авторах, годе публикации, дизайне исследования, характеристиках биологического и химического агентов, основных результатах и выводах.

Оценка методологического качества (риска систематических ошибок). Для РКИ использовался инструмент Cochrane Risk of Bias 2 (ROB-2), для нерандомизированных исследований — ROBINS-I. Оценка проводилась независимо двумя авторами. Результаты сводной оценки представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Сводная оценка риска систематических ошибок (Risk of Bias) во включённых исследованиях (n = 58)*

Домен оценки (Cochrane ROB-2/ROBINS-I)	Низкий риск	Умеренный риск (некоторые опасения)	Высокий риск	Комментарии и основные источники смещения
D1: Процесс рандомизации (для РКИ)	8	5	2	В 2 исследованиях не описан метод рандомизации
D2: Отклонение от назначенного воздействия (метод испытаний вслепую)	4	7	6	Проведение вслепую испытаний спреев и салфеток силами персонала сопряжено с существенными трудностями, особенно в полевых условиях
D3: Недостающие данные о результатах	12	3	0	В большинстве исследований низкий процент отсева
D4: Измерение результатов	10	4	1	При микробиологическом анализе риск низкий. Высокий риск в 1 исследовании с субъективной оценкой чистоты поверхностей [21]
D5: Выбор сообщаемого результата	13	2	0	Большинство РКИ имели предрегистрационные протоколы
D6: Риск систематической ошибки из-за наличия искажающих факторов (для не-РКИ)	15	8	2	В полевых испытаниях сложно контролировать все переменные (поток пациентов, соблюдение протокола)
Общее суждение (по каждому исследованию)	25 (43%)	22 (38%)	11 (19%)	Преобладают исследования с низким и умеренным риском систематической ошибки. Наибольшие проблемы: отсутствие маскировки данных и контроль вмешивающихся факторов

Примечание. Оценка проводилась для 15 РКИ по ROB-2 и для 43 не-РКИ по ROBINS-I.

 

Методы генерации данных. Ввиду выраженной клинической и методологической гетерогенности включённых исследований проведён качественный (нарративный) синтез доказательств с тематической группировкой.

Визуализация данных. Все визуализации созданы с использованием Python 3.12.3.

Первоначальный поиск выявил 1850 записей. После удаления дубликатов (n = 580) и двухэтапного скрининга в качественный синтез были включены 58 исследований, полностью соответствующие критериям (рисунок).

 

Схема отбора публикаций (исследований) для обзора.

 

Характеристики включённых исследований. Среди включённых работ: 15 РКИ, 20 контролируемых полевых испытаний в условиях МО, 23 лабораторных исследования (in vitro/in situ). По типу агента: исследования пробиотических консорциумов — 25, бактериофагов — 18, бактериоцинов/ферментов — 10, Bdellovibrio spp. («бактерии-хищники») — 5 [22–26]. Наибольшее число работ посвящено дезинфекции поверхностей в палатах (n = 30) и медицинского оборудования (n = 15).

Исследования, представленные в табл. 2, охватывают широкий географический диапазон и демонстрируют разнообразие дизайнов, включая лабораторные модели in vitro и многоцентровые проспективные испытания. Наибольший объём клинических данных накоплен в отношении пробиотических консорциумов на основе Bacillus spp., а также литических бактериофагов, что определяет структуру дальнейшего анализа.

 

Таблица 2. Характеристики включённых исследований по применению агентов биологической дезинфекции в МО

№	Автор, год	Страна	Дизайн исследования	Биологический агент (класс)	Сравнение (химический агент)	Объект применения	Целевой патоген/показатель	Ключевой результат (в сравнении с химическим методом)	Ссылка
1	Vandini A. et al., 2014	Бельгия, Италия	Многоцентровое проспективное (pre-post)	Пробиотический спрей (B. subtilis, B. pumilus, B. megaterium, Chrisal, Бельгия)	Химические детергенты/хлорсодержащие средства	Поверхности в 3 больницах	MRSA, Clostridioides difficile, Candida albicans и др.	Снижение контаминации патогенами, ассоциированными с ИСМП, на 50–89%	[19]
2	Caselli E. et al., 2018	Италия	Многоцентровое проспективное (pre-post)	Пробиотический спрей (Chrisal)	Хлорсодержащие средства	Поверхности в 6 больницах	Частота ИСМП, гены АМР	Снижение кумулятивной частоты ИСМП с 4,8 до 2,3% (p < 0,0001); снижение пула генов АМР на 2 log	[27]
3	D'Accolti M. et al., 2021	Италия	Контролируемое полевое испытание	Пробиотический спрей (Bacillus, Lactobacillus)	Стандартная химическая уборка (ЧАС)	Поверхности в отделении интенсивной терапии	MRSA, C. difficile, общая микробная обсеменённость	Снижение контаминации MRSA на 52%, C. difficile на 80% за 24 нед	[10]
4	Kovacs C. et al., 2024	США	Пилотное РКИ	Фаговый коктейль (литические фаги)	Йод-повидон, серебросодержащие мази	Поверхности	Pseudomonas aeruginosa (в биоплёнке)	Снижение бактериальной нагрузки на 4 log	[28]
5	Афиногенова А.Г. и др., 2017	Россия	Сравнительное экспериментальное исследование (опыт/контроль)	Пробиотическое чистящее средство (3 штамма Bacillus: B. subtilis, B. licheniformis, B. pumilus)	Обычная уборка с применением химических инфицирующих средств	Поверхности в помещениях медицинского центра	Enterococcus faecium, Enterobacteriaceae, Staphylococcus spp. (в основном S. epidermidis)	Пробиотическое средство достоверно сдерживает рост санитарно-показательных микроорганизмов по сравнению с контролем; в опыте со 2-го дня наблюдения выявлен достоверный рост Bacillus spp. на уровне 10⁵ КОЕ/мл с последующим подавлением условно-патогенной микрофлоры	[17]
6	Ferriol-González C., Domingo-Calap P., 2020	Испания	Систематический обзор (in vitro/in situ)	Различные бактериофаги	Хлоргексидин, перекись водорода	Медицинские имплантаты, катетеры	Биоплёнки MDR-бактерий (P. aeruginosa, Staphylococcus aureus)	Фаги эффективно проникают в матрикс биоплёнки, хлоргексидин действует поверхностно. Фаги обеспечивают снижение КОЕ на 4–5 log, тогда как хлоргексидин — лишь на 1–2 log	[29]
7	Wang R. et al., 2023	Китай	Экспериментальное лабораторное исследование in vitro	Гидрогель на основе хитозана с инкапсулированным бактериофагом 44AHJD (pH-чувствительный, эродируемый)	Непосредственное сравнение с химическим агентом не проводилось (изучался профиль высвобождения фагов из гидрогеля)	Модельные поверхности / in vitro	S. aureus	Гидрогель обеспечивает пролонгированное высвобождение фагов (60% за 10 ч), эффективно подавляет рост бактерий и предотвращает появление фагорезистентных штаммов	[30]
8	Gómez N.C. et al., 2016	Бразилия	Экспериментальное in vitro	Биоплёнки пробиотических LAB (Lactobacillus)	Гипохлорит натрия	Модельные поверхности	Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium	Пробиотические биоплёнки предотвращали адгезию патогенов в 100 раз эффективнее, чем эпизодическая химическая обработка	[31]
9	Tkhilaishvili T., et al., 2023	Грузия/Германия	РКИ (in vivo, модель ран)	Фаги + антибиотик (ципрофлоксацин)	Только антибиотик, только антисептик	Хронические модели	MDR P. aeruginosa	Комбинация фаг + антибиотик показала синергизм и предотвратила развитие фагорезистентности. Комбинация фагов с ципрофлоксацином приводила к снижению бактериальной нагрузки на 5 log по сравнению с 2–3 log при монотерапии антибиотиком, а также к полному предотвращению фагорезистентности в течение 14 дней	[32, 33]
10	Pérez-Ramos A., et al., 2023	Франция	Контролируемое исследование in situ	Бактериоцины + органические кислоты	Щелочные моющие средства и дезинфектанты	Поверхности пищеблока (адаптировано для МО)	Биоплёнки листерий и сальмонелл	Комбинация обеспечивала пролонгированный (7 дней) эффект против биоплёнок	[33]

 

Распределение оценок риска (низкий риск — 43% исследований, умеренный — 38%, высокий — 19%) является приемлемым для систематического обзора в области биологической дезинфекции и не ставит под сомнение основные выводы работы.

Эффективность пробиотических бактериальных консорциумов

Средства на основе пробиотиков представляют собой препараты, содержащие споры непатогенных бактерий, чаще всего родов Bacillus и Lactobacillus, которые могут включать также моющие компоненты (детергенты) для обеспечения очищающего эффекта [34–36]. Наибольший объём клинических данных накоплен в отношении бельгийского пробиотического средства, содержащего споры B. subtilis, B. pumilus и B. megaterium [19, 27, 34, 37].

Механизм действия пробиотиков включает конкурентное вытеснение (стратегия вытеснения) и сдерживание роста патогенной и условно-патогенной микрофлоры на обработанных поверхностях за счёт потребления питательных ресурсов, продукции бактериоцинов и органических кислот, а также формирования стабильного микробного сообщества, препятствующего адгезии и колонизации патогенов [2, 11, 38, 39]. Конкурентное вытеснение требует времени для колонизации поверхности пробиотическими бактериями. Заметный эффект в виде снижения уровня контаминации патогенами фиксируется, как правило, через 3–7 дней регулярного применения. В многоцентровых исследованиях [19, 27] статистически значимое снижение микробной обсеменённости и частоты возникновения инфекций наблюдалось через 2–4 нед от начала применения. По данным некоторых авторов, защитное действие пробиотиков сохраняется до нескольких суток, что значительно превышает длительность эффекта традиционных химических средств дезинфекции [7]. Таким образом, пробиотики дают отсроченный, но длительный эффект.

В пилотном многоцентровом исследовании замена стандартных химических средств дезинфекции на пробиотическую систему очистки в трех европейских больницах (Бельгия, Италия) приводила к снижению уровня патогенов, ассоциированных с инфекциями, на 50–89% [19]. В других исследованиях [34, 40] применение того же пробиотического средства в отделениях интенсивной терапии приводило к значимому снижению контаминации поверхностей MRSA и Clostridioides difficile, а также к снижению кумулятивной частоты внутрибольничных инфекций с 4,8 до 2,3% и сокращению затрат на антимикробные препараты (АМП) на 60% [19, 37, 41]. При применении пробиотиков в МО было показано также значительное снижение антибиотикорезистентности микроорганизмов по сравнению с применением дезинфектантов [19, 42].

Аналогичные результаты были получены и в отечественном исследовании [17], где применение пробиотической композиции в реанимационном отделении снизило общую микробную обсеменённость на 65% и частоту выявления VRE в 2,3 раза [17].

Пробиотические средства обычно применяют по протоколам влажной дезинфекции 2–3 раза в неделю. Это связано с необходимостью поддержания колоний пробиотических бактерий на поверхностях. Химическую дезинфекцию в это время не проводят или минимизируют, чтобы не инактивировать пробиотик. Технология одновременного применения пробиотика и дезинфицирующего средства (ДС) не разработана и не рекомендуется, т. к. большинство химических дезинфектантов обладают бактерицидным действием в отношении пробиотических культур. Стратегия заключается в разделении во времени дезинфекции с применением ДС и пробиотиков: либо полная замена химической обработки на пробиотическую на определённый период времени, либо комбинированный подход: глубокая химическая дезинфекция (при вспышках инфекции или по графику) с последующим нанесением пробиотика для долгосрочной колонизации и предупреждения контаминации патогенной микрофлорой (стратегия исключения). Если в протоколе используется комбинация ДС и пробиотика, предпочтение отдают средствам на основе ЧАС или полигексаметиленгуанидина, которые не вызывают гибель спорообразующих микроорганизмов, в отличие от хлорсодержащих и перекисных средств. Однако следует учитывать, что ЧАС не эффективны в отношении необолочечных вирусов (энтеровирусы, вирус полиомиелита, ротавирусы, норовирусы, вирус гепатита А), что ограничивает их применение в очагах кишечных инфекций. Перед нанесением пробиотика рекомендуется проводить тщательное смывание остаточных количеств ДС водой. Наиболее целесообразно применение пробиотиков для проведения профилактической дезинфекции объектов внутрибольничной среды, особенно с высоким риском контаминации после химической обработки (стены, полы, поручни кроватей, тумбочки, ручки дверей, выключатели и др.) в палатах длительного пребывания пациентов, отделениях реанимации и интенсивной терапии, онкологических и неврологических отделениях [10, 19, 34, 37, 42].

Эффективность бактериофагов

Механизм действия фагов — вирусов бактерий — основан на специфическом инфицировании и лизисе бактериальных клеток. Литический цикл бактериофага, имеющий ключевое значение для дезинфекции, включает несколько последовательных этапов. Адсорбция — первичная стадия, на которой фаг специфически связывается с рецепторами на поверхности бактериальной клетки (липополисахаридами, белками наружной мембраны, тейхоевыми кислотами). Именно эта молекулярная «узнаваемость» обеспечивает феноменальную видоспецифичность фагов, позволяющую селективно уничтожать патогенные бактерии, не затрагивая комменсальную микрофлору и клетки человека [43, 44]. После адсорбции происходит проникновение генетического материала фага в бактерию — сокращение хвостового отростка и инжекция ДНК (или РНК) через клеточную стенку и мембрану. Репликация включает использование клеточного аппарата бактерии для синтеза фаговых нуклеиновых кислот и белков; при этом бактериальный метаболизм полностью переориентируется на производство новых вирионов. На этапе созревания происходит самосборка фаговых частиц из синтезированных компонентов. Заключительный этап — лизис — разрушение бактериальной стенки под действием фаговых ферментов (лизоцим, эндолизины) и выход популяции дочерних фагов (обычно 50–200 частиц), готовых инфицировать соседние клетки [12, 45]. Весь цикл в оптимальных условиях занимает от 15–30 мин (для Escherichia coli фагов) до 2–4 ч (для медленно растущих патогенов, таких как Klebsiella pneumoniae или Pseudomonas aeruginosa [28]).

Общие принципы фаговой терапии подробно рассмотрены в работе [46].

Для целей дезинфекции используют исключительно облигатно-литические фаги, не способные к лизогенному циклу (встраиванию генома в бактериальную хромосому). Это исключает риск горизонтального переноса генов (например, генов устойчивости к антибиотикам или факторам вирулентности), что критически важно для безопасности [45, 47].

Ключевое преимущество фагов как дезинфектантов — их эффективность против бактериальных биоплёнок. Биоплёнка представляет собой трёхмерную структуру из полисахаридного матрикса, белков и внеклеточной ДНК, которая защищает бактерии от стрессовых воздействий. Химические дезинфектанты с трудом проникают в глубокие слои биоплёнки, особенно в её хондриоподобные (стационарные) зоны, где бактерии снижают метаболизм. Фаги же способны диффундировать через матрикс, а их репликация в активных клетках обусловливает «самоусиливающийся» эффект: по мере гибели бактерий и выхода новых фагов концентрация антибактериального агента на месте обработки возрастает, обеспечивая прогрессирующую деконтаминацию [29, 30, 48]. Более того, многие фаги кодируют ферменты — деполимеразы (гидролазы, лиазы), которые специфически разрушают полисахаридный матрикс биоплёнки, обнажая нижележащие клетки и повышая доступность бактерий для последующей инвазии [49]. Активность фагов зависит от физико-химических факторов среды: они сохраняют жизнеспособность при pH 5–9, температуре от +4°C до +40°C, но инактивируются под действием ультрафиолетового (УФ) излучения, многих органических растворителей и сильных окислителей (хлор, перекись водорода в высоких концентрациях). Однако фаги устойчивы к спиртам, ЧАС и хлоргексидину, что позволяет сочетать их применение с рутинной дезинфекцией без взаимной инактивации при соблюдении временно́го интервала [5, 19]. Для дезинфекции возможно применение монофагов и фаговых коктейлей. Монофаги (препараты, содержащие один тип фага) применяют в случаях, когда точно известен циркулирующий в отделении возбудитель и его фаготип, что позволяет проводить таргетную деконтаминацию с минимальным воздействием на комменсальную микрофлору. Однако из-за риска быстрого формирования резистентности и разнообразия больничной микрофлоры в рутинной практике монофаги обычно уступают место коктейлям [43, 47]. Применение для дезинфекции поливалентных фаговых коктейлей позволяет расширить спектр активности и уменьшить риск развития фагорезистентности [43–45, 47, 50–52].

Начало действия — лизис бактериальной клетки при контакте с литическим фагом — начинается уже через 15–30 мин, а значимое снижение КОЕ (на 3–4 log) достигается в течение 2–6 ч [28, 32]. In vitro и in vivo фаги демонстрируют снижение концентрации целевых бактерий на 3–5 log (99,9–99,999%) в течение первых 24 ч [29].

Фаги могут сохранять активность на поверхностях от нескольких часов до нескольких суток (в зависимости от влажности, температуры и УФ-излучения). Для надёжного удаления фагов из окружающей среды после завершения обработки требуется применение окислителей (хлор, перекись водорода и/или УФ-облучения) [4, 53].

Бактериофаги продемонстрировали высокую эффективность против биоплёнок, формирующихся на медицинском оборудовании [29, 48, 49, 54]. Исследование in vitro на моделях катетеров показало, что литический коктейль против K. pneumoniae разрушает 99% биоплёнки, тогда как хлоргексидин был эффективен лишь против планктонных форм и не проникал в матрикс биоплёнки (снижение КОЕ всего на 1–2 log) [28, 29]. В работе [30] показана эффективность фагового препарата, иммобилизованного в гидрогелевом покрытии катеторов, что привело к полному предотвращению образования на них биоплёнок S. аureus в течение 7 дней [30].

Российские разработки также подтверждают потенциал фагов для дезинфекции оборудования [16, 20]. В России сформирована нормативная база по применению биологического метода дезинфекции с использованием бактериофагов. Согласно действующему СанПиН 3.3686-21 (раздел «биологический метод дезинфекции») фаги рассматриваются как официальный биологический метод дезинфекции помещений¹.

Бактериофаги рекомендуют применять в отделениях с высоким риском возникновения инфекций (реанимации и интенсивной терапии, ожоговых отделениях и др.) для борьбы с госпитальными штаммами, устойчивыми к антибиотикам и химическим ДС; в случае, когда химический метод дезинфекции недостаточно эффективен или его сложно применить из-за присутствия пациентов или обилия аппаратуры. Препарат рекомендуют распылять на участки поверхностей (столы, тумбочки, поручни кроватей, аппаратуру) за 3–4 ч до или после обычной химической обработки.

Применение бактериофагов безопасно для людей и окружающей среды, их можно применять в присутствии людей (включая детей и беременных) [5, 55].

Разработаны Методические рекомендации (МР 3.5.1.0101-15) «Биологический метод дезинфекции с использованием бактериофагов», в которых регламентирована технология применения фагов в МО².

Перспективы биологической дезинфекции в отношении вирусных патогенов

Хотя основное внимание в биологических методах дезинфекции уделяется борьбе с бактериальными патогенами, вирусные инфекции, передающиеся через контаминированные поверхности и оборудование, представляют не менее серьёзную проблему для МО. В связи с этим всё больший интерес вызывает изучение противовирусного потенциала агентов, используемых для биологической дезинфекции.

Метаболиты пробиотических бактерий рода Bacillus демонстрируют выраженную противовирусную активность в отношении ряда вирусов, включая вирусы с оболочкой и без неё. В частности, биосурфактанты, продуцируемые Bacillus spp. (например, сурфактин), проявляют активность против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), вирусов герпеса, коронавирусов и вирусов гриппа за счёт взаимодействия с вирусной оболочкой [40], а в отношении безоболочечных вирусов механизмы могут быть иными (например, ингибирование рецепторов или нарушение репликации). Исследования показали, что вторичные метаболиты B. subtilis L2 обладают противовирусной активностью in vitro и in vivo в отношении вируса псевдобешенства мышей (семейства Herpesviridae), эффективно ингибируя его связывание, проникновение и репликацию в клетках [56]. Установлено, что эта активность термически стабильна и устойчива к протеолитической деградации [56]. Кроме того, штамм B. subtilis MTCC5480 продуцирует малую двуцепочечную РНК, обладающую высокой противовирусной активностью в отношении ВИЧ-1 с EC₅₀ в диапазоне 0,2–0,3 мкМ [57, 58].

Метаболиты B. pumilus также представляют интерес как потенциальные противовирусные агенты. Рибонуклеаза B. pumilus (биназа) показала себя как перспективное противовирусное средство в экспериментальных моделях [59]. В российских исследованиях на штамме B. pumilus «Пашков» впервые продемонстрирована эффективная противовирусная активность его метаболитов в отношении энтеровирусов (полиовирус 1-го типа, вирусы Коксаки В, ECHO) in vitro при низкой цитотоксичности для клеточных культур [60]. Защитный эффект культуральной жидкости сохранялся в течение 7 сут после инфицирования [60].

Что касается бактериофагов, их прямой противовирусный эффект отсутствует, однако они играют важную косвенную роль в борьбе с вирусными инфекциями. Во-первых, фаги могут элиминировать бактериальные популяции, служащие резервуарами или хозяевами для персистенции некоторых вирусов в больничной среде. Во-вторых, фаги широко используются в качестве суррогатных моделей (индикаторов) для оценки эффективности противовирусных ДС и УФ-облучения на поверхностях [22], что позволяет подтверждать эффективность протоколов вирулицидной обработки без использования опасных патогенов.

Таким образом, накопленные данные свидетельствуют о том, что агенты биологической дезинфекции, прежде всего пробиотические бактерии рода Bacillus, обладают не только антибактериальным, но и противовирусным потенциалом, что расширяет сферу их применения и делает перспективным использование для комплексного контроля как бактериальных, так и вирусных биозагрязнений в МО. Необходимы дальнейшие исследования для оценки эффективности этих агентов в отношении широкого спектра вирусных патогенов непосредственно на поверхностях в условиях медицинских учреждений.

Сравнительный анализ биологического и химического методов дезинфекции и комбинированных стратегий

Обобщая данные о механизмах действия и регламентации применения, целесообразно провести сравнительный анализ ключевых характеристик биологического и химического методов дезинфекции, который представлен в табл. 3.

 

Таблица 3. Сравнительная характеристика биологического и химического методов дезинфекции в условиях МО

Параметр	Химический метод дезинфекции	Биологический метод дезинфекции	Интегральный вывод	Количественная эффективность (снижение КОЕ/частоты)
Спектр действия	Широкий, неселективный, иногда спороцидный	Узкий, специфичный (для фагов) или селективно-модулирующий (для пробиотиков)	Химический — для экстренной обработки при вспышках инфекций. Биологический — для направленного контроля и долгосрочной профилактики	Для фагов — снижение на 4–5 log [28, 29]. Для пробиотиков — снижение контаминации патогенами на 50–89% [19, 27]. Для химических средств — вариабельно, в среднем 2–3 log, но с быстрой реколонизацией [7]
Эффективность против биоплёнок	Низкая/умеренная эффективная концентрация рабочего раствора (в зависимости от состава ДС) возрастает во много раз, а некоторые ДС не действуют	Высокая (фаги проникают в матрикс; пробиотики изучены недостаточно)	Фаги перспективны для обработки медицинских изделий	Для фагов — снижение на 4–5 log, разрушение матрикса [28, 29]. Для пробиотиков — предотвращение адгезии в 100 раз эффективнее химической обработки [31]. Для химических средств — снижение всего на 1–2 log против биоплёнок [29]
Длительность эффекта	Кратковременный (кроме ДС на основе полигексаметиленгуанидина с пролонгированным действием)	Длительный — для фагов; отсроченный, но пролонгированный для пробиотиков	Биологический — для долгосрочной профилактики, реколонизации	Для фагов — активность на поверхностях ≥ 7 дней (гидрогель с фагами) [30]. Для пробиотиков — при регулярном нанесении (2–3 раза в неделю) стабильный эффект в течение недель/месяцев; снижение частоты ИСМП с 4,8 до 2,3% за 6 мес [27]. Для химических средств — защита на несколько часов, реколонизация через 6–12 ч [7]
Влияние на микробиом среды	Глубокое подавление всей микрофлоры	Селективное подавление патогенов (для фагов), сохранение или формирование протективного сообщества (для пробиотиков)	Критически важно для снижения риска суперинфекции	Для фагов — снижение целевых патогенов на 4–5 log, комменсалы не затрагиваются [28, 29, 61]. Для пробиотиков — снижение пула генов АМР на 2 log [27]; снижение контаминации патогенами на 50–89% [19]. Для химических средств — снижение общей численности на 2–3 log, но без селективности [3]
Риск развития резистентности	Высокий (в том числе перекрёстная резистентность)	Низкий (для фагов — специфичен; для пробиотиков — мультифакторное действие)	Биологические методы снижают общее селективное давление	Для фагов — частота фагорезистентности ˂ 10–6; в комбинации с антибиотиками — предотвращение на 14 дней [32]. Для пробиотиков — низкий риск, дополнительно снижают пул генов АМР на 2 log [27]. Для химических средств — способствуют отбору резистентных штаммов [3, 5]

 

Наиболее перспективными признаны комбинированные (гибридные) протоколы:

1. «Химический метод дезинфекции + биологическая колонизация»: после проведения экстренной химической обработки (например, в случае выявления вспышки инфекций) поверхности заселяются пробиотическим консорциумом для предотвращения реколонизации патогенами [10, 33]. Это позволяет использовать сильные стороны обоих методов: быструю инактивацию и пролонгированную защиту. Пробиотик наносят после того, как химический агент будет полностью смыт водой и проветрено помещение. Химические дезинфектанты после нанесения пробиотика не применяют.
2. «Фаги + сублетальные дозы антисептиков»: сочетанное применение усиливает литический эффект и минимизирует риск отбора фагорезистентных мутантов [32]. Важно отметить, что бактериофаги устойчивы к воздействию большинства рутинных антисептиков (спирт, хлоргексидин, ЧАС) из-за своей неклеточной природы и прочного белкового капсида. Для их надёжной инактивации необходимы сильные окислители (хлор, альдегиды), УФ-излучение или термическая обработка [5]. Это знание критически важно при разработке протоколов последовательной обработки.
3. «Дезинфицирующие средства + фаги»: согласно МР 3.5.1.0101-15 фаги применяют через 3–4 ч после предварительной влажной дезинфекции либо за 3–4 ч до работы с использованием химических ДС. Такой временно́й интервал исключает гибель фагов от воздействия ДС.
4. «Фаги, иммобилизованные на материалах»: создание катетеров и повязок с пролонгированным антимикробным действием [30]. Такая система обеспечивает пролонгированную (не менее 7 дней) доставку активных фагов, эффективно предотвращая образование биоплёнок и обеспечивая дезинфекцию поверхности медицинского изделия.

Безопасность и регуляторные аспекты

Исследования указывают на высокий профиль безопасности пробиотиков (GRAS-статус для используемых штаммов Bacillius spp. [1, 36]) и фагов (отсутствие взаимодействия с клетками эукариот) [43, 62]. В критическом обзоре [21] подчёркивается необходимость строгой идентификации штаммов на видовом уровне и оценки их безопасности в рамках регуляторных требований к биоцидным продуктам [21, 35].

Основные вызовы связаны с регуляторным статусом: в России бактериофаги зарегистрированы как лекарственные средства или медицинские иммунобиологические препараты [45, 46, 59, 63], но не как ДС. Однако их применение возможно в рамках утверждённых методических рекомендаций (МР 3.51.0101-15) как биологического метода дезинфекции, что позволяет использовать их в МО при наличии соответствующих протоколов. В отличие от фагов, пробиотические средства для обработки поверхностей могут регистрироваться как «средства гигиены» или ДС с соответствующими инструкциями, что упрощает их внедрение. Безопасность этих агентов (включая возможность применения в присутствии детей и беременных) доказана рядом исследований [4, 17, 27], однако для легализации их применения в МО необходима доработка нормативной базы.

Полученные данные свидетельствуют о том, что биологическая дезинфекция перестаёт быть экспериментальной концепцией и становится инструментом с доказанной эффективностью для решения конкретных задач инфекционного контроля: борьбы с биоплёнками, долгосрочного управления микробиомом поверхностей и снижения бремени резистентности микроорганизмов [14, 52, 61].

Использование пробиотических консорциумов можно рассматривать как форму «микробной экологической терапии» для МО. Формируя на поверхностях стабильное сообщество аутохтонных, непатогенных бактерий, мы создаём экологический барьер для колонизации патогенами, что соответствует принципам конкурентного исключения, хорошо изученным в экологии микроорганизмов [17, 31]. Многоцентровые исследования, особенно проведённые с бельгийским пробиотическим продуктом, убедительно демонстрирует не только микробиологическую, но и клинико-экономическую эффективность этого подхода [19, 27, 37, 42, 64–66, 69].

Эффективность бактериофагов, в свою очередь, особенно высока в контексте резистентности бактерий к АМП и элиминации биоплёнок с медицинского оборудования (катетеры, эндоскопы). В отличие от химических средств, фаги способны проникать в глубокие слои биоплёнки и лизировать бактерии в состоянии пониженной метаболической активности. Ключевым преимуществом фагов является их способность к самореализации в месте присутствия целевого патогена, что обеспечивает длительный антимикробный эффект даже при однократном применении [43, 44].

Несмотря на доказанную эффективность, внедрение биологического метода сталкивается с рядом организационных, регуляторных и психологических барьеров. Анализ включённых исследований позволил систематизировать эти проблемы и предложить пути их решения. Полный анализ представлен в табл. 4.

 

Таблица 4. Основные проблемы и ограничения внедрении биологического метода дезинфекции в МО

Проблема/ограничение	Частота упоминания во включённых исследованиях (n = 58)	Потенциальные негативные последствия
Регуляторный вакуум	45 (78%)	Отсутствие правовой базы для регистрации биологических агентов как дезинфектантов
Высокая стоимость	32 (55%)	Увеличение бюджета на закупку препаратов и обучение, что затрудняет широкое внедрение, особенно в бюджетных МО
Сложность стандартизации и контроля качества	28 (48%)	Различия в активности партий пробиотиков/фагов, трудности в оценке жизнеспособности агентов на поверхности
Психологический барьер («бактерии в больнице»)	25 (43%)	Неприятие концепции персоналом и администрацией, саботаж новых протоколов [70, 75]
Узкий спектр действия монофагов	18 (31%)	Неэффективность против неподходящего штамма, необходимость точной диагностики перед применением
Возможная интерференция с химическими средствами	15 (26%)	Инактивация живых агентов остатками химических дезинфектантов [68, 73, 74]

 

На основе проведённого анализа сформулированы практические рекомендации по выбору агента биологической дезинфекции в зависимости от поставленной цели, которые приведены в табл. 5.

 

Таблица 5. Рекомендации по выбору агента биологической дезинфекции в зависимости от поставленной цели

Клинико-эпидемиологическая задача	Приоритетный биологический агент	Целевой патоген/процесс	Протокол применения (пример)	Уровень доказательности (на основе обзора)
Долгосрочное снижение колонизации поверхностей в палатах	Многокомпонентный пробиотический консорциум (споры бактерий рода Bacillus)	Нозокомиальные грамотрицательные и грамположительные бактерии в том числе MRSA, VRE, C. difficilе	Нанесение спрея/ протирание салфеткой 2–3 раза в неделю после влажной уборки. При вспышке ИСМП — предварительная химическая дезинфекция	Высокий. Подтверждено многочисленными полевыми испытаниями [10, 17, 19, 27, 31, 42]
Деконтаминация медицинских изделий	Фаговый коктейль или бактериоцины/лизины пробиотиков	Биоплёнки, устойчивые к химическим ДС	Промывание фаговым коктейлем или использование катетеров с антимикробным покрытием	Средний. Эффективность доказана in vitro и в ограниченных пилотных исследованиях [28–30, 67, 72]
Борьба с микроорганизмами при вспышке ИСМП	Комбинация: химическая обработка + последующее нанесение пробиотического консорциума или фага	Любой идентифицированный возбудитель вспышки	1. Карантин, химическая дезинфекция. 2. После снятия карантина — курс обработок пробиотиком или обработка фагом	Средний. Перспективно, но требует масштабных микробиологических и эпидемиологических исследований [5, 14, 47, 71]

 

Заключение

1. Биологический метод дезинфекции с применением пробиотических бактериальных консорциумов и бактериофагов является научно обоснованным и эффективным дополнением к традиционным химическим методам дезинфекции в системе инфекционного контроля МО.
2. Преимущества биологического метода дезинфекции — высокая эффективность против биоплёнок, пролонгированное действие и целенаправленное воздействие на патогены при сохранении или формировании стабильного микробиома поверхностей, что снижает общее селективное давление и риск развития АМР.
3. Наиболее перспективны комбинированные стратегии дезинфекции, интегрирующие сильные стороны химических (скорость, широта спектра) и биологических (точность, длительность) методов.
4. Для широкого внедрения биологического метода дезинфекции в практику российских МО необходимы глубокое изучение проблемы, разработка технологий применения, стандартизация протоколов, создание нормативной базы и подготовка кадров.

 

¹ СанПиН 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней» (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 4; ред. от 25.06.2025).

² МР 3.5.1.0101-15 «Биологический метод дезинфекции с использованием бактериофагов», (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 27.05.2015).

About the authors

Elvira V. Klimova

Scientific Research Institute for Systems Biology and Medicine

Author for correspondence.
Email: elviraklimova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-5802-0196

Cand. Sci. (Chem.), senior analyst

Russian Federation, Moscow

Lyudmila S. Fedorova

Scientific Research Institute for Systems Biology and Medicine

Email: fedorova-ls@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3345-2631

Dr. Sci. (Med.), Professor, Head, Laboratory of overcoming microbial resistance

Russian Federation, Moscow

Alina S. Ivkina

Scientific Research Institute for Systems Biology and Medicine

Email: ivkina_as@sysbiomed.ru
ORCID iD: 0009-0005-7886-6159

junior researcher, Laboratory of overcoming microbial resistance

Russian Federation, Moscow

Aleksandra N. Dabizheva

Scientific Research Institute for Systems Biology and Medicine

Email: dabijeva_an@sysbiomed.ru
ORCID iD: 0009-0002-7840-899X

Cand. Sci. (Med.), senior researcher

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files