Prevalence of carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae in the Gomel Region

Full Text

ВВЕДЕНИЕ
Для систем здравоохранения многих стран характерен рост частоты грамотрицательных инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП).
В опубликованном в 2017 г. Всемирной организацией здравоохранения «Глобальном приоритетном списке антибиотикорезистентных бактерий для научных исследований и разработки новых антибиотиков» три верхние строки (критический уровень
приоритета) занимают карбапенеморезистентные Acinetobacter baumannii, карбапенеморезистентные Pseudomonas aeruginosa и устойчивые к цефалоспоринам III
поколения карбапенеморезистентные представители семейства Enterobacteriaceae
(главным образом Klebsiella pneumoniae). В качестве критериев приоритетности для
включения в данный список послужили летальность, нагрузка на систему здравоохранения, распространенность антибиотикорезистентности и ее 10-летняя динамика, а также имеющиеся возможности для антибиотикотерапии [9].
Формирование устойчивости к карбапенемам у грамотрицательных бактерий
связано с различными механизмами, включающими изменение проницаемости
клеточной стенки из-за возникновения дефектов пориновых каналов и активацию
систем эффлюкса, однако наибольшее клиническое и эпидемиологическое значение
имеет продукция карбапенемаз. Наиболее распространенными среди типами карбапенемаз являются КРС, OXA-48, а также металло-β-лактамазы (МБЛ) NDM и VIM.
Опасность данных ферментов связана с их высокой каталитической активностью
и широким спектром субстратной специфичности, включающим практически все
классы β-лактамных антибиотиков, в том числе ингибиторзащищенные [5]. Гены
карбапенемаз часто сцеплены с другими детерминантами антибиотикорезистентности и включены в состав интегронов, локализованных в плазмидах или транспозонах, которыми грамотрицательные бактерии могут достаточно легко обмениваться в процессе горизонтального переноса. В результате приобретения генов карбапенемаз нередко формируются отдельные клоны высокого риска с экстремальной
антибиотикорезистентностью (XDR), способные стремительно распространяться
на обширных территориях и вызывать серьезные инфекции, трудно поддающиеся
терапии [12]. Детекция карбапенемаз у грамотрицательных бактерий важна как для
назначения оптимальной этиотропной терапии пациенту, так и для эпидемиологического контроля распространения резистентных штаммов и разработки мероприятий инфекционного контроля [7, 8].
Выявление продукции карбапенемаз, а также кодирующих их генов у возбудителей ИСМП являлось важной задачей нескольких многоцентровых эпидемиологических исследований. В рамках Европейской сети наблюдения за карбапенемазопродуцирующими энтеробактериями EuSCAPE в 2013—2014 гг. в 36 странах-участниках
выявлен 2301 изолят K.pneumoniae, продуцирующий карбапенемазы KPC, NDM,
OXA-48, VIM [4]. По данным исследования МАРАФОН, выполненного в 2013—2014
гг. в 35 стационарах 22 городов России, продукция карбапенемаз (OXA-48, NDM,
KPC, ко-продукция OXA-48 + NDM) выявлена у 14,5% изолятов K.pneumoniae [2].
Ресурс AMRmap (онлайн-платформа анализа данных резистентности к антимикробным препаратам) содержит 901 запись о карбапенемазопродуцирующих изолятах
K.pneumoniae, выделенных в 2011—2018 гг. в 26 городах Российской Федерации [1].
В многоцентровом исследовании, выполненном в Беларуси в 2013—2014 гг., среди
карбапенемонечувствительных изолятов K.pneumoniae выявлено 13 продуцентов
МБЛ NDM и 17 продуцентов OXA-48, при этом большая часть продуцентов карбапенемаз (76,7%) была выделена от пациентов, госпитализированных в отделения
реанимации и интенсивной терапии [3].
Особенностью большинства ранее проведенных скрининговых исследований
являлось преимущественное изучение карбапенеморезистентных штаммов энтеробактерий и грамотрицательных неферментирующих бактерий, выделенных от
госпитализированных пациентов крупных многопрофильных клиник либо специализированных медицинских центров с обширным коечным фондом. Отдельного
внимания заслуживает потенциальная возможность заноса карбапенемазопродуци-рующих энтеробактерий в многочисленные стационары районного уровня — центральные районные больницы (ЦРБ), а также вероятность выявление этих штаммов
у амбулаторных пациентов.
Цель исследования — в рамках программы микробиологического мониторинга
изучить распространенность карбапенемазопродуцирующих изолятов K.pneumoniae
в организациях здравоохранения Гомельской области и оценить уровень их устойчивости к антибактериальным препаратам.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
На базе микробиологической лаборатории Гомельского областного центра гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья (ГОЦГЭиОЗ) организована система
микробиологического мониторинга, направленная на выявление и типирование
множественно-антибиотикорезистентных (MDR) и эктремально-антибиотикорезистентных (XDR) грамотрицательных бактерий, выделяемых от пациентов в Гомеле
и 20 районных центрах Гомельской области. На протяжении 2-летнего периода
(с июня 2016 г. по май 2018 г.) локальными микробиологическими лабораториями
17 районных и зональных центров гигиены и эпидемиологии Гомельской области
было отобрано и направлено в микробиологическую лабораторию ГОЦГЭиОЗ 36
неповторяющихся клинических изолятов K.pneumoniae, не чувствительных (устойчивых или умеренно устойчивых) к меропенему или имипенему. Дополнительно в
исследование включено 55 карбапенемонечувствительных изолятов K.pneumoniae,
выделенных за аналогичный период от госпитализированных и амбулаторных пациентов в 12 организациях здравоохранения Гомеля. Все изоляты были выделены в диагностически значимых количествах из различных видов клинического материала —
мокроты, раневого отделяемого, экссудатов, крови, интраоперационного материала, мочи. Реидентификация микроорганизмов и определение их чувствительности
к антибиотикам выполнены автоматизированным методом на микробиологических
анализаторах VITEK 2 Compact (bioMerieux). Детекция генов карбапенемаз blaKPC,
blaOXA-48, blaVIM, blaIMP, blaNDM выполнена методом полимеразной цепной реакции в
реальном времени с использованием диагностических наборов АмплиСенс MDR
KPC/OXA-48-FL и АмплиСенс MDR MBL-FL (Центральный НИИ эпидемиологии, Москва) на амплификаторе RotorGene 3000 (Corbett Research, Австралия).
Штаммы K.pneumoniae и P.aeruginosa из коллекции НИИ антимикробной химиотерапии (Смоленск, Россия), продуцирующие известные карбапенемазы перечисленных типов, были использованы в качестве положительного контроля. Для изолятов
с выявленной продукцией карбапенемаз дополнительно определены минимальные
подавляющие концентрации (МПК) колистина методом последовательных микроразведений в бульоне Мюллера-Хинтона (BD, США) в соответствии с ISO 20776-
1:2006 [6]. При учете и интерпретации результатов руководствовались стандартами
EUCAST [10]. Качество исследований контролировали штаммами Escherichia coli
ATCC 25922 и P.aeruginosa ATCC 27853.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Наличие генов карбапенемаз выявлено у 68 изолятов K.pneumoniae, выделенных в 11 организациях здравоохранения Гомеля и 8 ЦРБ (табл.). Ввиду недоступности более адекватных знаменателей (суммарного количества госпитализаций
либо суммарного количества койко-дней в организациях здравоохранения) инцидентность была рассчитана как количество случаев выявления карбапенемазопродуцирующих штаммов K.pneumoniae на 100 тысяч населения в год. Всего выявлено
47 продуцентов OXA-40-подобных карбапенемаз, 20 продуцентов МБЛ NDM и
1 продуцент KPC.В 4 организациях здравоохранения Гомеля и 3 ЦРБ отмечена одновременная
циркуляция продуцентов карбапенемаз 2 различных групп (OXA-40-подобных и
NDM). В Жлобинской ЦРБ на протяжении 2-летнего периода были выделены
K.pneumoniae — продуценты карбапенемаз OXA-48 (11 изолятов), KPC и NDM (по
одному изоляту). У госпитализированных пациентов продуценты карбапенемаз были выделены из раневого отделяемого и интраоперационного материала — 45,5%
изолятов, материалов из дыхательной системы (мокроты, браш-биоптатов) — 39,4%,
мочи — 9,1%. Из крови было выделено 4 изолята (6,1%), среди них 2 продуцента
карбапенемазы OXA-48 и 2 продуцента МБЛ NDM. От пациентов реанимации и
интенсивной терапии выделено 56,1% продуцентов карбапенемаз, от пациентов отделений хирургического профиля — 33,3%, ожогового отделения — 6,1%, отделений
терапевтического профиля — 4,5%.
Карбапенемазопродуцирующие K.pneumoniae были устойчивы к цефалоспоринам III-IV поколений, меропенему, имипенему, амикацину, левофлоксацину, моксифлоксацину. Сохраняли чувствительность к тетрациклину 45 изолятов (66,2%), к тигециклину — 67 изолятов (98,5%), к фосфомицину — 18 изолятов (26,5%). Поскольку
определение чувствительности к колистину с помощью автоматизированных систем
не позволяет получать надежные результаты [11], для получения истинных значений
МПК дополнительно использован метод последовательных микроразведений.
Чувствительными к колистину (МПК 0,125—2,0 мкг/мл) были 62 изолята
(91,2%). Вместе с тем, выявлен 1 изолят K.pneumoniae, продуцирующий МБЛ NDM
и имеющий МПК колистина 32 мкг/мл (значение МПК в 8 раз превышает рекомендованную EUCAST пороговую концентрацию), а также устойчивый ко всем другим
включенным в исследование антибактериальным препаратам.Наиболее распространенными карбапенемазами K.pneumoniae в настоящем
исследовании явились OXA-48 (69,1% от всех карбапенемазопродуцирующих штаммов) и NDM (29,4%), что сопоставимо с результатами российского многоцентрового исследования МАРАФОН [2]. Вместе с тем, выявлен только 1 продуцент
карбапенемазы KPC (1,5%), широко распространенной в странах Европейского
союза (присутствовала у 44,6% карбапенемазопродуцирующих штаммов в исследовании EuSCAPE) [4]. Впервые показана продукция карбапенемаз нозокомиальными
штаммами K.pneumoniae, выделенными у пациентов, госпитализированных в ЦРБ
районных центров с численностью населения 15—30 тыс. человек (Петриковский,
Хойникский, Чечерский). В указанных ЦРБ всего было выделено 5 карбапенемазопродуцирующих изолятов K.pneumoniae, все — из мокроты пациентов отделений
реанимации и интенсивной терапии.
Заслуживают внимания факты выделения карбапенемазопродуцирующих
штаммов K.pneumoniae от пациентов амбулаторно-поликлинических учреждений
Гомеля. Так, изолят K.pneumoniae с продукцией МБЛ NDM был выделен из мочи
60-летнего амбулаторного пациента с острым циститом, еще 1 NDM-продуцирующий изолят выделен из раневого отделяемого 58-летней пациентки со свищем передней брюшной стенки. В обоих случаях отсутствовали указания о предшествующих
госпитализациях пациентов.
Ранее было показано, что отдельные продуценты карбапенемаз могут иметь
значения МПК ниже рекомендованных EUCAST пороговых значений и формально
сохранять чувствительность. Так, в многоцентровом исследовании МАРАФОН из
130 карбапенемазопродуцирующих госпитальных изолятов энтеробактерий сохраняли чувствительность к имипенему и меропенему соответственно 34,6% и 35,6%
изолятов (МПК 0,125—2,0 мкг/мл) [2]. Отсутствие карбапенемочувствительных
изолятов среди продуцентов карбапенемаз в настоящем исследовании объясняется
преселекцией на этапе включения (критерием отбора для выполнения ПЦР-детекции генов карбапенемаз являлась устойчивость или умеренная устойчивость к карбапенемам).
Полученные данные свидетельствуют о том, что изоляты K.pneumoniae, несущие гены карбапенемаз OXA-48 и NDM, широко распространены в организациях
здравоохранения Гомельской области. Настораживает факт обнаружения инфекций,
вызванных карбапенемазопродуцирующими штаммами, в небольших организациях
здравоохранения, расположенных в районных центрах с численностью населения
менее 30 тыс. человек, а также выделение карбапенемазопродуцирующих штаммов
у амбулаторных пациентов. Показана приемлемая микробиологическая активность
тигециклина и колистина в отношении K.pneumoniae — продуцентов карбапенемаз, отмечено появление отдельных штаммов, устойчивых ко всем антибиотикам.
Требуется внедрение адекватных мер инфекционного контроля, направленных на
сдерживание распространения карбапенемазопродуцирующих микроорганизмов в
госпитальной среде.

About the authors

D. V. Tapalski

Gomel State Medical University

Author for correspondence.
Email: fake@neicon.ru

Тапальский Дмитрий Викторович, к.м.н.

246050, Гомель, ул. Ланге, 5, р.т. 375 29 7354293

Белоруссия

T. A. Petrovskaya

Gomel State Medical University;
Gomel Regional Center for Hygiene, Epidemiology and PublicHealth

Email: fake@neicon.ru
Белоруссия

N. A. Bonda

Gomel Regional Center for Hygiene, Epidemiology and Public Health

Email: fake@neicon.ru
Белоруссия

A. I. Kozlova

Gomel State Medical University

Email: fake@neicon.ru
Белоруссия

O. V. Osipkina

Gomel State Medical University

Email: fake@neicon.ru
Белоруссия

References

Supplementary files