Characteristics of Nasopharyngeal Carriage of Bacterial Pathogens in Children and Adults Suffering from Recurrent Respiratory Infections in Khabarovsk City in 2015–2018

Full Text

Введение

Часто болеющие дети — это группа детей, характеризующаяся более высоким, чем у их свер­стников, уровнем заболеваемости острыми респи­раторными инфекциями [1]. 

В современной литературе часто болеющих детей относят к группе лиц с рецидивирующим или рекуррентным течением острых респираторных заболеваний. Частота встречаемости этой группы диспансерного наблюдения в детской популяции большинства стран мира находится на уровне 15­50% [1, 2]. На долю заболеваний лор-органов у ча­сто болеющих детей приходится 50-70% случаев [3-5].

Обсуждаются различные точки зрения на при­чины частых респираторных инфекций. Первая — дисфункция иммунной системы. Вторая — генети­ческая предрасположенность, наследственно обу­словленный «поздний старт» иммунной системы [1, 6]. В последние годы эта проблема рассматривается также с позиций оценки микробиоты верхних дыхательных путей и реализации её патогенного влия­ния на организм человека. Внедрение современных технологий изучения микробиома человека (высо­копродуктивное секвенирование), наличие откры­тых баз данных микроорганизмов (NCBI/BLAST) позволили расширить наши представления о фор­мировании микробиоценоза верхних дыхательных путей, а также дисбиоза. Так, получена информация о чрезвычайной сложности микробных сообществ в этом локусе [3, 7, 8]. Микробиоценоз респираторно­го тракта начинает формироваться в перинатальный и неонатальный периоды, в том числе за счёт присо­единения микрофлоры родовых путей матери. Наи­более близкий к материнской флоре носоглоточный микробиом был выявлен у детей в двухмесячном возрасте [9]. Он представляет собой сложную ди­намическую структуру, в состав которой входят резидентные (большая часть) и транзиторные ми­кроорганизмы. Резидентная флора приспособлена к колонизации в этом биотопе, участвует в поддержа­нии общего гомеостаза и защите организма от обсе­менения болезнетворными микроорганизмами [3].

В период 1-го года жизни происходит прогрес­сивное изменение микробиома носоглотки в сторо­ну заселения условно-патогенной флорой: Staphylo­coccus aureus, Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis и др. [9]. При этом условно-патогенная флора, в частности S. aureus, имеет множество фак­торов патогенности, способность продуцировать агрессивные ферменты и высвобождать гистамин из клеток макроорганизма, что является основой для развития аллергического воспаления органов дыхания. Некоторые представители транзиторной микрофлоры носоглоточного локуса (родов Pseu­domonas, Acinetobacter, Haemophilus, Streptococcus и др.) могут продуцировать гистамин самостоятельно, что служит пусковым механизмом для ато­пического воспаления и патологии носа, глотки, бронхов [10]. R.P. Dickson и соавт. [11] заостряют внимание на том, что воспаление при хронических заболеваниях респираторного тракта интенсивно поддерживается дисбиотическими нарушениями на слизистых оболочках дыхательных путей (dysbio­sis — inflammation cycle). Отмечается при этом, что дисбиоз поддерживает воспаление, а воспаление — дисбиоз. Клинически это проявляется хроническим ринитом, синуситом, отитом, аденоидитом, тонзиллофарингитом и т.п. По мнению тех же авторов, dysbiosis — inflammation cycle — ключевое звено патогенеза рецидивирующих респираторных ин­фекций у детей, через которое может происходить переход рецидивирующих инфекций респираторно­го тракта в хронические.

Таким образом, изучение микробиома верхних дыхательных путей в норме и при патологии явля­ется сложной, многофакторной задачей, позволяет установить механизмы и закономерности формиро­вания бактериальной флоры в различных биотопах этих путей [3]. Углублённый анализ носительства на­зофарингеальных патогенов позволит выявить фак­торы и группы риска заболеваний органов дыхания.

Необходимым условием для выполнения этой задачи является усовершенствование методических приёмов исследования микрофлоры и эпидемиоло­гического анализа назофарингеального бактериаль­ного носительства и его последствий.

Цель исследований: по материалам четырёх­летних наблюдений (2015-2018 гг.) представить характеристику назофарингеального носительства бактериальных патогенов у детей и взрослых с ре­цидивирующими респираторными заболеваниями в г. Хабаровск.

Материалы и методы

Изучена микрофлора зева и носа 7043 детей и взрослых с респираторной патологией, находив­шихся на амбулаторном этапе наблюдения в 2015­2018 гг., в том числе 2820 детей в возрасте 0-6 лет, 702 детей возрастной группы 7-12 лет, 273 подрост­ков 13-18 лет и 3248 взрослых пациентов.

Отбор проб для исследования проводился в соответствии с действующими нормативными до­кументами [12]. Материалом для исследования яви­лись мазки с задней стенки глотки и миндалин, а также из носа, взятые при глубоком введении сте­рильных тампонов в носовые ходы и помещённые в транспортную среду Стюарта. Время между забо­ром материала и началом исследования не превы­шало 2 ч.

Посев материала проводили тампоном на оп­тимальный для выделения пневмотропных микро­организмов набор питательных сред (кровяной агар (КА) с добавлением 3,5% лошадиной сыворотки и 5% эритроцитов барана, шоколадный агар, желточ­но-солевой агар (ЖСА), среда Эндо, среда Сабуро, сахарный бульон), позволяющий выявить основ­ные патогены. При посеве на КА вначале посевным тампоном делали «площадку» на поверхности 1/3 чашки, затем с помощью бактериологической пет­ли «растягивали» посевной материал с площадки, производя по 10-12 перпендикулярных к площадке штрихов на остальную поверхность чашки. Такой приём позволял получить разреженный рост изоли­рованных колоний. Дополнительно мы применяли метод «подкормки» роста гемофильных бактерий на КА [13, 14]. Для этого по центру чашки Петри с посевом мазков из носа проводили подсев бульон­ной культуры гемолитического стафилококка. При росте стафилококка по обе стороны штриха образу­ется зона гемолиза, в которой содержатся продукты распада эритроцитов — ростовые факторы X и V, необходимые гемофильным бактериям.

Учёт результатов посевов проводили через 18-24 ч их инкубации в термостате (для КА — в СО₂-инкубаторе). Второй учёт производили через 48 ч хранения чашек при комнатной температуре.

На чашках с КА рост гемофилов формировал­ся вокруг пневмококков, стафилококков («сателлитный рост»). В случае гемофильной моноинфекции гемофилы вырастали в зоне гемолиза вдоль штриха подсеянного гемолитического стафилококка. По­вторный просмотр чашек через 48 ч позволял более полно оценить состав выросшей флоры и количественные соотношения компонентов, растущих в условиях сложного взаимодействия микробных ас­социаций. При отсутствии роста в прямом посеве проводили высев на КА и ЖСА со среды обогаще­ния (сахарного бульона).

Выросшие микроорганизмы идентифицирова­ли с использованием наиболее рационального в ка­ждом случае набора методов:

• классические тесты с оптохином, желчными кислотами, сапонином, бацитрацином;
• агглютинирующие сыворотки для идентифи­кации стрептококков;
• тест-системы ПЦР для подтверждения Strep­tococcuspyogenes;
• хромогенные среды;
• пёстрые ряды.

Опорными признаками для идентификации моракселл выбраны:

• скольжение колоний по поверхности агара при сдвигании петлёй;
• положительный тест на оксидазу и каталазу;
• отсутствие ферментации глюкозы и лактозы.

Окончательную идентификацию осуществля­ли в бактериологическом анализаторе «Vitek 2 Com­pact».

Статистическая обработка полученных дан­ных проводилась с помощью программы Statistica 6.0. Высчитывали среднее значение, ошибку сред­ней величины, критерий χ² Пирсона, в том числе с поправкой Йетса (χ²_Йетса), и точный критерий Фи­шера (р_{Fisher exact}). Даты в знаменателе обозначения χ² означают сравниваемые годы, например, сравни­вались значения 2015 и 2018 гг. χ²_2015;2018). Средний темп прироста (Т_пр ) вычисляли методом наимень­ших квадратов. Нулевая гипотеза отклонялась при уровне значимости p < 0,05.

Результаты и обсуждение

Перечень основных бактериальных патогенов и частота их выделения у лиц разных возрастных групп в Хабаровске представлены в табл. 1. В тече­ние 4 лет на амбулаторном этапе были обследованы 7043 пациента с патологией верхних дыхательных путей.

 

Патогенная микрофлора выявлена у 5509 па­циентов из 7043 обследованных (78,2 ± 0,49%). Частота обнаружения патогенов была высокой у детей всех возрастных групп (84,4 ± 0,43%; 88,2 ± 0,38%; 82,0 ± 0,46%) и ниже у взрослых (70,3 ± 0,54%; χ² = 218,2; p < 0,00001). По суммар­ным данным наиболее часто в группе наблюдения отмечалось носительство S. aureus (39,0 ± 0,58%) и грибов рода Cаndida (16,6 ± 0,44%). Чаще всего эти два возбудителя выявлялись в ассоциациях с другими патогенами.

В последние годы в научной литературе появи­лись данные о том, что штаммы S. aureus, изолиру­емые от назофарингеальных носителей, в том числе бессимптомных, могут обладать генетическими де­терминантами патогенности, что указывает на по­тенциальную опасность этих микроорганизмов как возможных возбудителей эндогенных и экзогенных инфекционно-воспалительных процессов. Биотоп (слизистая полости носа) следует рассматривать как возможный источник штаммов с патогенным потенциалом, нуждающийся в санации [15]. Эта проблема продолжает оставаться актуальной и ак­тивно обсуждается врачебным сообществом.

Вместе с тем внимание клиницистов (педиа­тров, отоларингологов, терапевтов) по разным при­чинам направлено на выявление уровней носитель- ства четырёх патогенов: S. pneumoniae, Haemophilus influenzae, M. catarrhalis, S. pyogenes — как наибо­лее значимых в патологии респираторного тракта. Три из них (S. pneumoniae, H. influenzae, S. pyogenes) причастны к тяжёлым инвазивным формам. M. ca- tarrhalis в иностранной литературе, как правило, от­носится к значимым возбудителям. В отечественных немногочисленных публикациях идёт лишь накопле­ние информации об участии M. catarrhalis в патоло­гии респираторного тракта, практически отсутству­ют сведения о частоте носительства этого патогена. Отсутствие опыта выделения моракселл культураль­ным методом, высокая стоимость готовых тест-си­стем и наборов для идентификации, отсутствие ПЦР-наборов для экспресс-диагностики затрудняют поиск и идентификацию данных микроорганизмов в клиническом материале для практических бактери­ологов и в некоторых случаях приводят к абсолют­ному их игнорированию. Эти обстоятельства не по­зволяют объективно оценить роль M. catarrhalis в патологии респираторных заболеваний [16].

Анализ состояния диагностики стрептококко­вых инфекций, проведённый нами при выездах на территории Дальневосточного федерального окру­га, а также при просмотре отчётов и лаборатор­ных журналов бактериологических лабораторий в г. Хабаровске, демонстрирует полное отсутствие данных о выделении S. pyogenes или регистрацию единичных положительных случаев. Нами установ­лено, что на практике имеют место нарушения как на этапе забора и транспортировки материала для исследования, так и на этапе его посева. Эта инфор­мация также послужила мотивацией к изучению носительства S. pyogenes.

S. pneumoniae был выявлен у 805 человек из 7043 обследованных лиц (11,4 ± 0,38%), причём статистически значимо чаще в возрастной группе 0-6 лет (24,2 ± 0,51%), в сравнении с группой детей 7-12 лет (8,6 ± 0,33%; χ² = 48,2; p < 0,0001) и груп­пами подростков (2,6 ± 0,18%; χ² = 48,6; p < 0,0001) и взрослых (1,7 ± 0,15%; χ² = 548,7; p < 0,00001).

M. catarrhalis по уровню носительства зани­мает 2-е место после S. pneumoniae и выявлена у 522 (7,4 ± 0,31%) лиц из 7043 обследованных. Ча­ще она выделялась в возрастной группе 0-6 лет (15,7 ± 0,43%), в 2,8 раза реже — в средней возраст­ной группе (5,6 ± 0,27%; χ² = 48,2; p < 0,00001) и редко — среди подростков (1,5 ± 0,14%; χ² = 39,7; p < 0,00001) и взрослых (1,1 ± 0,12%; χ² = 440,6; p < 0,00001).

H. influenzae выявлена у 300 из 7043 обследо­ванных лиц (4,3 ± 0,24%), также чаще в возрастной группе 0-6 лет (8,0 ± 0,32%), вдвое реже — в группе детей 7-12 лет (4,0 ± 0,23%; χ² = 12,7; p = 0,0004) и ещё реже — у подростков (1,5 ± 0,14%; χ² = 14,4; p = 0,0001) и взрослых лиц (1,3 ± 0,13%; χ² = 158,3; p < 0,00001).

S. pyogenes обнаружен у 89 лиц из 7043 обсле­дованных (1,3 ± 0,13%). В отличие от пневмококков и гемофилов S. pyogenes чаще выявлялся в средней возрастной группе 7-12 лет (3,1 ± 0,21%), в других возрастных группах носительство отмечено в пре­делах 1,5 ± 0,14%; 1,1 ± 0,12%; 0,7 ± 0,09% соот­ветственно. Причём если в средней детской группе отмечен статистически значимо более высокий про­цент выделения S. pyogenes по сравнению с детьми в возрасте 0-6 лет χ²_Йетса = 7,6; p = 0,006) и взрос­лым населением χ²_Йетса = 29,4; p < 0,00001), то меж­ду детьми 7-12 и подростками 13-18 лет эта разни­ца оказалась несущественной χ²_Йетса = 2,5; p = 0,1).

Таким образом, ранговое положение основ­ных возбудителей, определяющих назофаринге­альное носительство патогенов у лиц г. Хабаровска (п = 1716), представляется таковым: S. pneumoniae (47,0 ± 1,2%), M. catarrhalis (30,4 ± 1,11%), H. influ­enzae (17,5 ± 0,92%), S. pyogenes (5,2 ± 0,54%).

На следующем этапе анализа была установле­на тенденция носительства четырёх основных па­тогенов в отдельные годы из наблюдаемых четырёх лет. Уровень носительства S. pneumoniae имеет тен­денцию к росту в 2018 г. (11,9 ± 0,65%; 10,1 ± 0,66%; 11,0 ± 0,84%; 13,3 ± 0,99% соответственно в 2015-2018 гг.). Для H. influenzae отмечена проти­воположная тенденция (6,1 ± 0,48%; 4,2 ± 0,44%; 2,5 ± 0,42%; 2,6 ± 0,47%). Для catarrhalis поддер­живается один и тот же уровень носительства — от 7,5 ± 0,53% в 2015 г. до 8,4 ± 0,81% в 2018 г. Наконец, для pyogenes, несмотря на низкие показатели носительства, отмечен рост выявления в 3,6-5,5 раза в период наблюдения в 2015-2018 гг.: 0,9 ± 0,19%; 0,6 ± 0,17%; 1,2 ± 0,29%; 3,2 ± 0,51%.

В последнем случае уровни выделения S. pyo­genes выросли в 2017-2018 гг. вследствие оптими­зации методических приёмов диагностики на этапе первичного посева (достижение роста изолиро­ванных колоний на плотных питательных средах, использование эритроцитов барана для выявления характерного β-гемолиза, дополнительное обогаще­ние КА путём введения лошадиной сыворотки).

В основе ситуации с нарастанием показателей носительства S. pneumoniae лежат и другие причины. Статистически значимый рост отмечен за 2015–2018 гг. в младшей возрастной группе — 0–6 лет (Т_пр = 3,9; χ² _2015;2018 = 4,8; p = 0,03), в средней — 7–12 лет (Т_пр = 11,7; χ² _2015;2018 = 2,1; p = 0,08) и подростковой — 13–18 лет (T_пр = 19,62; p_{Fisher exact} = 0,3) (табл. 2). Несмотря на выявленный в указанных возрастных группах прирост значений, статистически значимого изменения показателей между 2015 и 2018 г. среди общего числа ежегодно обследуемых лиц не регистрировалось. Аналогично и в группе лиц 19 лет и старше значения остались практически на одном уровне (T_пр = 3,19; χ² _Йетса,2015;2018 = 0,08; p = 0,8).

 

В предыдущих исследованиях нами была по­казана статистически достоверная взаимосвязь между эпидемическим процессом внебольничной пневмонии и носительством пневмококков, отображающая проявления скрыто протекающего эпидемического процесса пневмококковой инфек­ции [17]. Такая же тенденция отмечена и в ино­странной литературе [18].

По данным статистической формы № 2 «Све­дения об инфекционных и паразитарных заболе­ваниях», в г. Хабаровске отмечен рост заболева­емости пневмококковой пневмонией в 7,3 раза в 2018 г. (12,01 на 100 тыс. населения) по сравнению с 2017 г. (1,64 на 100 тыс. населения). Вполне ве­роятна смена ведущих серотипов пневмококка, что может обусловить рост заболеваемости и уровней носительства.

Представленные материалы обосновывают необходимость продолжения мониторинга пневмо­кокковой инфекции в г. Хабаровске.

На следующем этапе исследования определе­на возрастная структура носителей пневмококка. При таком анализе за 100% принято общее число выделителей (источников) пневмококковой инфек­ции (п = 805). Основная масса носителей инфекции (84,8 ± 1,27%) представлена детьми группы 0-6 лет. Дети 7-12 лет и взрослые лица 19 лет и старше со­ставляют одинаковую долю в числе источников ин­фекции (7,5 ± 0,93 и 6,8 ± 0,89%). Совсем неболь­шую часть в числе носителей инфекции составляют подростки 13-18 лет (0,9 ± 0,33%).

Ранее выполненное нами исследование по анализу внутрисемейной циркуляции S. pneumoni­ae показало, что в группе часто болеющих детей — выделителей пневмококка — инфицированы 13,4% членов их семей, в основном не получивших спе­цифическую профилактику. Наиболее часто инфи­цирование регистрируется среди братьев и сестёр (42,9%). Вместе с тем матери и отцы также могут быть носителями пневмококка в очагах (10,7%), а следовательно, источниками инфицирования и рас­пространения инфекции [19]. Для ограничения вну­трисемейной циркуляции возбудителя целесообраз­но держать под контролем и санировать всех членов семей (других детей и взрослых), имеющих тесный контакт с инфицированными детьми.

Анализ помесячной динамики назофаринге­ального носительства пневмококка, прослеженной при обследовании 1170 лиц в 2018 г., показал, что наиболее высокие показатели носительства реги­стрировали в феврале, мае и октябре, низкие — в августе (рисунок). Зимне-весенние пики носительства совпадают с повышением заболеваемости вирусными инфекциями. Как показано в исследо­ваниях В.К. Таточенко [20], частота выделения и концентрация пневмококков в мокроте назофарин­геальных носителей увеличивается во время острых респираторных вирусных инфекций, что считается одним из факторов, повышающих риск развития пневмонии или отита пневмококковой этиологии у больных. Известно также, что нейраминидаза грип­позных вирусов разрушает сиаловые кислоты тка­ней организма, способствуя адгезии пневмококков к клеткам эпителия бронхов [5, 10].

 

 

Повышение уровня носительства пневмокок­ков осенью (октябрь) может быть связано с дей­ствием факторов «перемешивания» детей (основ­ная группа носителей) в период формирования ор­ганизованных коллективов.

Таким образом, по материалам четырехлетних наблюдений (2015-2018 гг.) и бактериологического обследования 7043 детей трёх возрастных групп и взрослых с рецидивирующими респираторными заболеваниями в Хабаровске установлен значи­тельный уровень назофарингеального носительства бактериальных патогенов (78,2%) с более высоки­ми показателями у детей, чем у взрослых. Оптими­зация методических приёмов бактериологической диагностики и эпидемиологического анализа мате­риала позволили установить следующее ранговое положение основных возбудителей, определяющих назофарингеальное носительство патогенов среди обследованных лиц г. Хабаровска: S. pneumoniae (47%), M. catarrhalis (30,4%), H. influenzaе (17,5%), S. pyogenes (5,2%). Установлены две возрастные группы риска: дети 0-6 лет для S. pneumoniae, M. catarrhalis, H. influenzaе и дети 7-12 лет — для S. pyogenes. В течение 4 лет наблюдения отмечена тенденция к росту уровня носительства M. catarrh­alis, а носительство H. influenzaе имело тенденцию к снижению. Для S. pyogenes при суммарном низком уровне носительства отмечена тенденция к росту в 3,4-5,3 раза. В то же время на фоне специфической противопневмококковой вакцинации выявлена тен­денция к росту уровня носительства S. pneumoniae в 2018 г. по сравнению с 2015-2017 гг. в трёх воз­растных группах детей (младшей, средней и под­ростковой), что сопровождалось повышением забо­леваемости пневмококковой пневмонией в 7,3 раза в 2018 г. по сравнению с 2017 г. Носоглоточное носительство S. pneumoniae определяет риск развития пневмонии и других пневмококкассоциированных заболеваний у детей [4]. Растущий уровень носительства и заболеваемости обосновывают необхо­димость продолжения мониторинга с определением серотипового состава штаммов и характера анти- биотикорезистентности данного возбудителя.

About the authors

Vlada A. Shmуlenko

Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology;
Pacific State Medical University

Author for correspondence.
Email: baklabhniiem@gmail.com

researcher, Laboratory of bacterial infections

postgraduate student, Department of epidemiology and military epidemiology

Россия

Albina P. Bondarenko

Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
PhD (Med.), Laboratory of bacterial infections Россия

Olga E. Trotsenko

Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
D.Sci. (Med.), Director Россия

Vyacheslav B. Turkutyukov

Pacific State Medical University

Email: fake@neicon.ru
D.Sci. (Med.), Prof., Head, Department of epidemiology and military epidemiology Россия

Elena A. Bazykina

Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
junior researcher, Laboratory for the prevention of viral hepatitis and AIDS Россия

References

Supplementary files