МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ИНФЕКЦИИ, СВЯЗАННОЙ С ОКАЗАНИЕМ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ИНФЕКЦИИ, СВЯЗАННОЙ С ОКАЗАНИЕМ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ
Аннотация
Внутренняя среда медицинской организации играет значительную роль в возникновении инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, которые представляют собой широко распространенные и серьезные по степени тяжести осложнения хирургических заболеваний. Микробиологический мониторинг инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи является важной составляющей общественного здоровья и организации здравоохранения. В обзорной статье проанализированы свойства актуальных возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (группа патогенов ESKAPE), их распространенность, клинические проявления, а также меры по предотвращению и эпидемиологическому контролю. Обзор литературы также включает в себя анализ современных тенденций в области микробиологического мониторинга и возможности его применения для снижения риска инфицирования при оказании медицинской помощи.
1. Введение
Инфекции являются результатом инвазии в организм патогенных возбудителей и реакции на них и их токсины. Только незначительная часть из числа известных к настоящему времени микроорганизмов являются патогенными для человека. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), являются самым частым осложнением во всем мире, поскольку во время госпитализации ими заражаются 5–15% всех стационарных больных . Они являются причиной избыточной заболеваемости и смертности, удлиняют сроки пребывания в стационаре, а также приводят к дополнительным расходам системы здравоохранения. Инфекционные осложнения часто встречаются в разных типах отделений, в том числе в детской хирургии, поскольку дети особенно подвержены инфекциям в силу ряда факторов, включая незрелую иммунную систему, наличие приобретенных или врожденных иммунодефицитов, последствия противоопухолевой терапии и т.д. . Кроме того, на протяжении последних лет наблюдается глобальное увеличение устойчивости микроорганизмов к антибактериальным препаратам, что является одной из значимых угроз здоровью человека, особенно в медицинских учреждениях, где использование различных противомикробных препаратов широко распространено и жизненно необходимо. Высокая антибиотикорезистентность, свойственная многим современным возбудителям инфекций, препятствует компенсации тяжести состояния пациентов в ходе лечения , .
2. Основная часть
В Европе примерно 6,5% пациентов стационаров неотложной помощи страдают как минимум от одной ИСМП, такой как инфекция кровотока, инфекция в области хирургического вмешательства или нозокомиальная пневмония . В Российской Федерации, по данным официальной статистики, ежегодно регистрируется около 30 тыс. случаев ИСМП, что составляет примерно 0,08 на 1000 пациентов . Проблема ИСМП остается острой и сложной проблемой, требующей большого внимания и немедленного поиска путей ее решения не только в России, но и во всем мире.
ИСМП является любое клинически распознаваемое инфекционное заболевание, которое возникает у пациента в результате его поступления в медицинскую организацию или обращения в нее за медицинской помощью, либо работника медицинской организации вследствие его работы в такой организации вне зависимости от времени появления симптомов заболевания .
Всемирная организация здравоохранения признала Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp. наиболее опасными патогенами, требующими поиска и применения новых антибиотиков. Эти возбудители именуются группой патогенов ESKAPE. В зависимости от необходимости в новых антибиотиках, их подразделяют на группы критического, высокого и среднего приоритета. Критические патогены включают устойчивые к карбапенемам A. baumanni и P. aeruginosa, а также β-лактамазы расширенного спектра (ESBL) или устойчивые к карбапенемам K. pneumoniae и Enterobacter spp. К высокоприоритетным патогенам относятся устойчивый к ванкомицину E. faecium (VRE) и устойчивый к метициллину-ванкомицину S. aureus (MRSA и VRSA) . Klebsiella spp. является ключевым фактором распространения ИСМП в хирургическом стационаре, что имеет важное значение с эпидемиологической точки зрения. В настоящее время K. pneumoniae является одной из наиболее частых возбудителей ИСМП .
Внутрибольничные (госпитальные, нозокомиальные) инфекции это инфекционные заболевания различной этиологии, возникшие у пациента или медицинского сотрудника в связи с пребыванием в медицинской организации. Они могут встречаться в различных сферах оказания медицинской помощи, например в больницах, учреждениях длительного ухода, амбулаторных учреждениях, а также могут возникать после выписки пациента. К внутрибольничным инфекциям также относятся профессиональные инфекции, которые могут поражать персонал. Активная передача патогенных микроорганизмов в больничных условиях оказывает значительное влияние на возникновение внебольничных инфекций. Больницы становятся экологическими резервуарами для множества микробов, включая штаммы метициллин-резистентного S. aureus (MRSA), ванкомицин-резистентных энтерококков (VRE), C. difficile, P. aeruginosa, Acinetobacter spp., и различных вирусов , . Госпитальная контаминация связана с передачей внутрибольничных инфекций, поскольку риск заражения конкретной инфекцией значительно возрастает, если пациент попадает в палату, где ранее находился пациент, инфицированный тем же микробом. Это связано с тем, что стойкие микроорганизмы способны длительное время сохраняться на поверхностях, с которых они могут легко передаваться другим пациентам или распространяться в других помещениях среди незатронутых пациентов через горизонтальную передачу от бессимптомных носителей, таких как медицинский персонал или посетители больниц .
Микробиологический мониторинг это неотъемлемая составляющая системы эпидемиологической безопасности в каждой медицинской организации, элемент в обеспечении эпидемиологического наблюдения за инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи. Это комплексное и динамическое наблюдение за патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, выделенными от пациентов, персонала и с объектов больничной среды, их свойствами и особенностями циркуляции. Главная цель проведения микробиологического мониторинга заключается в оценке факторов, вызывающих возникновение инфекционно-соматических заболеваний. Внедрение системы мониторинга и анализа циркуляции госпитальных штаммов и их устойчивости к антибиотикам помогает своевременно и всесторонне анализировать тенденции распространения микроорганизмов группы ESKAPE. Мониторинг подтверждает или опровергает участие конкретных штаммов в развитии инфекции и устанавливает связь между случаями заражения и последующими эпидемиями. Это позволяет прогнозировать эпидемиологическую ситуацию и обеспечивает регулярное обновление данных о штаммах, находящихся под надзором. Кроме того, мониторинг включает программы по проверке устойчивости этих штаммов к дезинфицирующим средствам . Чтобы свести к минимуму передачу бактерий ESKAPE с широкой лекарственной устойчивостью, необходимо проводить тщательный и методичный микробиологический мониторинг инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи во всех, в том числе ведомственных медицинских организациях .
Реализация на практике микробиологического мониторинга позволит соблюсти фундаментальные принципы антибактериальной терапии: использование препарата, эффективного против выявленного возбудителя; создание адекватного доступа антибиотика к микробному очагу; отсутствие побочного токсического эффекта препарата; усиление защитных сил организма для достижения максимального антибактериального эффекта . Между тем, регулярные микробиологические исследования в крупных многопрофильных стационарах подтверждают сохраняющуюся напряженность внутрибольничной обстановки по проблеме антибактериальной резистентности. Так, патогенные штаммы E. faecium часто обладают множественной устойчивостью к антибиотикам (полусинтетическим пенициллинам (ампициллин), фторхинолонам II поколения (ципрофлоксацин), фторхинолонам III поколения (левофлоксацин), гликопептидам (ванкомицин)), что затрудняет лечение инфекций, вызванных этим микроорганизмом. E. faecium проявляет чувствительность только к тигециклину. S. aureus – патогенная грамположительная кокковая бактерия, которая может вызывать широкий спектр инфекций, начиная от легких кожных инфекций до серьезных системных заболеваний. Она проявляет устойчивость к бензилпенициллину, но чувствительность к ципрофлоксацину, клиндамицину, эритромицину, гентамицину, левофлоксацину и оксациллину, которые относятся к различным классам антибиотиков. K. pneumoniae – грамотрицательная бактерия, которая часто вызывает инфекции мочеполовых путей и респираторного тракта. Отмечена устойчивость к нескольким классам антибиотиков, включая ципрофлоксацин, фторхинолон II поколения, а также цефотаксим и цефтазидим, цефалоспорины III поколения. Кроме того, устойчивость наблюдалась также к цефепиму, цефалоспорину IV поколения, и эртапенему, антибиотику карбапенема; чувствительность к полипептидам (колистин) и аминогликозидам II поколения (амикацин). A. baumanii – грамотрицательная бактерия сапрофитного типа. Устойчивость к аминогликозидам II поколения (амикацин), фторхинолонам II поколения (ципрофлоксацин), карбапенемам (меропенем), аминогликозидам II поколения (гентамицин); чувствительность только к полипептидам (колистин). P. aeruginosa преимущественно вызывает внутрибольничные инфекции, в частности, пневмонию и воспалительные состояния, поражающие мочеполовую систему, гнойные хирургические инфекции. Резистентна к фторхинолонам III поколения (левофлоксацин), цефалоспоринам IV поколения (цефепим), монобактамам (азтреонам); чувствительна к полипептидам (колистин), аминогликозидам II поколения (амикацин), цефалоспоринам III поколения (цефтазидим). В заключение следует отметить, что E. coli проявляет устойчивость к левофлоксацину, азтреонаму и цефтазидиму, оставаясь при этом высокочувствительной к колистину, меропенему, имипенему и гентамицину .
Класс микроорганизмов ESKAPE относится к наиболее распространенным бактериям при инфекциях кожи и мягких тканей . Инфекции кожи и мягких тканей, вызванные бактериями ESKAPE, по-прежнему сложно лечить, несмотря на доступность различных противомикробных препаратов, таких как производные серебра, мупироцин, фузидовая кислота, мафенид, гентамицин, бацитрацин, неомицин и полимиксин B. Эта трудность возникает из-за способности патогенов ESKAPE развивать множественную лекарственную устойчивость, обширную лекарственную устойчивость и панрезистентность .
Грамотрицательные микроорганизмы, в частности возбудители ESKAPE, играют значительную роль в возникновении сепсиса. Структурный компонент их оболочки, известный как липополисахарид, действует как пусковой механизм, вызывая сепсис. Присутствие циркулирующих липополисахаридов приводит к возникновению тяжелых и широко распространенных воспалительных процессов . В последние годы наблюдается рост распространенности сепсиса, вызванного отдельными бактериями, такими как P. aeruginosa, Acinetobacter spp., K. pneumonia и E. cloacae. В частности, P. aeruginosa стала преобладающим возбудителем гнойно-воспалительных заболеваний в хирургических стационарах и отделениях интенсивной терапии. До 20% всех госпитальных инфекций могут быть вызваны P. aeruginosa . У хирургических пациентов может возникнуть сепсис, вызванный грамположительными анаэробами, включая B. fragilis и другие бактероиды, а также риккетсиями, некоторыми вирусами (такими как вирус простого герпеса и цитомегаловирус) и недрожжевыми грибами, такими как P. carinii. Кроме того, S. maltophilia и неферментирующие грамотрицательные бациллы чаще ассоциируются с тяжелыми респираторными инфекциями, сепсисом и внутрибольничными менингитами .
E. faecium, принадлежащий к роду Enterococcus группы ESKAPE, был обнаружен при инфекциях хирургических участков и инфекциях диабетической стопы . Обнаружено, что E. faecium был преобладающим видом Enterococcus в травматических кожных ранах, а E. faecalis был следующим по распространенности возбудителем . В другом исследовании E. faecium оказался основным возбудителем инфекций кожи и мягких тканей, связанных с боевыми ранениями . Кроме того, E. faecium участвовал в полимикробных инфекциях наряду с E. coli и E. faecalis. В свою очередь присутствие E. faecium в язвах диабетической стопы было ассоциировано с потерей конечностей .
S. aureus является крайне вирулентным микроорганизмом, который в большинстве случаев вызывает инфекции кожи и способен вызывать такие серьезные заболевания, как нозокомиальная пневмония, эндокардит и остеомиелит. С этим возбудителем обычно связано образование абсцесса. Различные штаммы могут продуцировать токсины, которые приводят к гастроэнтериту, синдрому ошпаренной кожи и синдрому токсического шока. Бактеремия, вызванная S. aureus, часто приводит к развитию метастатических очагов инфекции, которые могут возникнуть из любого зараженного участка. Стафилококковая инфекция в первую очередь проявляется в виде кожных инфекций, частыми проявлениями которой являются импетиго, целлюлит и абсцессы. Поверхностные инфекции могут проявляться в виде диффузных, покрытых коркой везикулярных пустул, тогда как более глубокие инфекции могут проявляться в виде фурункулов, карбункулов и абсцессов кожи. Кроме того, часто возникают тяжелые некротические инфекции кожи. Токсины, продуцируемые S. aureus, способны лизировать лейкоциты и обходить иммунную систему хозяина. Некоторые штаммы S. aureus, в частности MRSA, продуцируют лейкоцидин Пантона-Валентина (PVL) – цитолитический токсин, связанный с разрушением гранулоцитов. Наличие PVL может ассоциироваться с тяжелыми, глубокими инфекциями, вызванными S. aureus, у носителей с высокими маркерами воспаления, но относительной лейкопенией. Хотя данные in vitro по штаммам S. aureus с PVL свидетельствуют о преимуществе использования дополнительных антибиотиков, ингибирующих токсин, таких как рифампин, клиндамицин или линезолид, клинические результаты не отражают того же самого . Пациенты с бактериемией S. aureus имеют различную клиническую картину: у одних она протекает бессимптомно с случайно выявленной первичной бактериемией, у других – с устойчивой инфекцией кровеносного русла, осложненной эмболическими явлениями. Механизм развития заболевания, вызванного S. aureus, изучен недостаточно хорошо и, как полагают, опосредован взаимосвязью между восприимчивостью хозяина и факторами вирулентности возбудителя .
K. pneumoniae являетcя доминирующим возбудителем пиогенного абсцесса печени. K. pneumoniae может колонизировать кишечник и, проникая через слизистый барьер кишечника при патологических состояниях, попадать в печень через систему воротной вены и впоследствии вызывать абсцесс. Он часто имеет неблагоприятный прогноз, особенно среди больных с развившейся метастатической инфекцией, включая бактериемию, менингит, эндофтальмит и другие внепеченочные инфекции. Несвоевременная диагностика и лечение пациентов с пиогенным абсцессом печени с исходно стабильной гемодинамикой могут привести к быстрому развитию абдоминального сепсиса. Метаболические нарушения, включая жировую дистрофию печени, хроническую почечную недостаточность и печеночную дисфункцию, являются распространенными основными заболеваниями у пациентов с абдоминальным сепсисом. Кроме того, у больных с пиогенным абсцессом печени, осложненным абдоминальным сепсисом значительно выше риск метастатических осложнений, включая гнойные инфекции легких .
A. baumannii – оппортунистический патоген, склонный к локализации на таких участках, как кожа, конъюнктива, а также в полости рта, дыхательных путях, прямой кишке и мочеполовых путях. Инфекции, вызванные этим патогеном, могут поражать различные ткани. Вызывает инфекции дыхательных путей, такие как синусит, трахеобронхит и пневмония. Приводит к инфекциям кровотока, таким как сепсис и эндокардит, а также к инфекциям мочевыводящих путей, ран и хирургических участков. Провоцирует инфекции кожи и мягких тканей, такие как некротический фасциит. Может вызвать инфекции нервной системы, такие как менингит и абсцесс головного мозга. Инфекции внутрибрюшной полости, такие как абсцессы и перитонит, а также инфекции опорно-двигательного аппарата, включая остеомиелит и артрит, также могут быть вызваны A. baumannii. Причины, из-за которых происходят инфекции кровотока, вызванные A. baumannii, варьируются от неустойчивой бактериемии до крайне серьезного заболевания с высокой смертностью. После 15-го дня лечения в стационаре в 73% случаев возникает внутрибольничный сепсис, вызванный A. baumannii. Примерно у 30% пациентов с сепсисом, ассоциированным A. baumannii развивается септический шок. Бактериемия часто осложняет инфекции кожи и мягких тканей, вызванные A. baumannii .
Трофические язвы нижних конечностей могут поддерживаться присутствием P. aeruginosa. Почти в половине случаев, P. aeruginosa обнаруживается в патогенетически значимых концентрациях на поверхности хронических трофических язв, и часто это сочетается с другими патогенами (практически всегда – с S. aureus) . P. aeruginosa является третьей по частоте причиной грамотрицательных инфекций кровотока с летальностью до 30% в течение 30 дней, что превосходит аналогичный показатель для S. aureus и других грамотрицательных бактерий, вызывающих сепсис . Сепсис, вызванный P. aeruginosa, чаще всего возникает при нозокомиальных инфекциях у пациентов с иммунодефицитом, больных в критическом состоянии, пациентов с ожогами, муковисцидозом, катетер-ассоциированными инфекциями мочевыводящих путей, инфекциями хирургического вмешательства или внутрибрюшными инфекциями . Пневмония, вызванная P. aeruginosa, ассоциируется с наиболее высоким риском развития сепсиса, тяжелого течения заболевания и смертности . Хотя некоторые дерматологические проявления, такие, как гангренозная эктима, диффузные макулопапулезные поражения, скопления везикул или пустул способных прогрессировать до некроза, могут свидетельствовать о псевдомонадном сепсисе, клинически он неотличим от сепсиса, вызванного другими патогенами . Наличие инфекции проявляется появлением фолликулита, а также пятнисто-папулезных и/или пустулезных высыпаний. Характерная форма этой инфекции известна как «синдром горячих конечностей», который поражает преимущественно конечности рук и ног. Ногти и близлежащие ткани при синегнойной инфекции могут быть окрашены в темно-зеленый цвет, что называется «синдромом зеленого ногтя» .
E. coli является распространенной причиной широкого спектра инфекций – от неосложненной инфекции мочевыводящих путей до сепсиса и септического шока. Исследования показали рост частоты раннего сепсиса, вызванного E. coli, во всех возрастных группах, причем в последние 10 лет он преобладает над стрептококками группы B. Кроме того, во всех возрастных группах в равной степени увеличилось количество резистентных штаммов E. coli, причем с высоким уровнем устойчивости к антибиотикам первого ряда (ампициллину и гентамицину) . E. coli является одним из наиболее частых изолятов у пациентов с сепсисом. Однако в большинстве случаев сепсис, вызванный E. coli, возникает при инфекции мочевыводящих путей и холангите.
Эпидемиология сепсиса изменилась за последние десятилетия. В ряде работ было выявлено значительное изменение соотношения инфекций кровотока, вызываемых грамотрицательными и грамположительными бактериями. Если в 1960-х и начале 1970-х годов преобладали грамотрицательные бактерии, то за последние 40–50 лет частота грамположительных бактериемий заметно возросла. Наиболее частыми бактериальными патогенами, выделяемыми из крови пациентов с тяжелым сепсисом и септическим шоком, являются кишечная палочка и стафилококки. В настоящее время грамположительные бактерии являются очень частой причиной тяжелого сепсиса и септического шока, а в некоторых учреждениях стафилококки превзошли E. coli .
Постоянное использование антибиотиков привело к появлению бактерий с множественной и широкой лекарственной устойчивостью, которые делают неэффективными даже самые эффективные препараты. Важной терапевтической проблемой стало появление грамотрицательных бактерий, продуцирующих β-лактамазы расширенного спектра действия (ESBL) и карбапенемазы. Разработка новых терапевтических средств для лечения лекарственно-устойчивых инфекций, особенно вызванных патогенами группы ESKAPE, является насущной необходимостью. Известны такие альтернативные методы лечения, как использование антибиотиков в комбинации или с адъювантами, бактериофагами, антимикробными пептидами, наночастицами и фотодинамической световой терапией. Необходим комбинаторный подход, при котором два или более препаратов используются в комбинации для преодоления их индивидуальных ограничений, что требует дополнительных исследований перед внедрением их в клиническую практику. Эти достижения позволят найти альтернативное решение или продлить срок действия существующих антимикробных препаратов .
В больницах существует ряд мер по оптимизации использования противомикробных препаратов с целью борьбы с устойчивостью к антибиотикам и лечения внутрибольничных инфекций. Эта стратегия, известная на международном уровне как «Управление антибиотикотерапией» и как «Стратегия Контроля Антимикробной Терапии» (СКАТ) в России, реализуется с 2017 года. В программе СКАТ активно участвуют более 60 больниц из различных регионов России, в том числе в Москве. Реализация программы способствовала накоплению опыта, как в отдельных медицинских учреждениях, так и на региональном уровне , . Программа направлена на достижение нескольких целей:
1) предотвращение распространения устойчивых к антибиотикам возбудителей, вызывающих внутрибольничные инфекции;
2) рациональное использование противомикробных препаратов в лечебных и профилактических целях, в целях повышения эффективности эмпирической антибиотикотерапии;
3) снижение расходов медицинских учреждений на противомикробные средства, госпитализацию пациентов и лечение внутрибольничных осложнений , .
3. Заключение
Одной из важных проблем современной медицины является неуклонный рост числа инфекционных заболеваний, вызванных резистентными штаммами микроорганизмов, и снижение эффективности антимикробных препаратов. Внутрибольничные инфекции, вызываемые полирезистентными бактериями, признаны глобальной проблемой, существующей во всех странах. Результаты исследований, проведенных в России, показали, что в этиологической структуре госпитальных инфекций к ведущим возбудителям относятся S. aureus, E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa, A. baumanii, E. faecalis и E. faecium. Располагая данными о превалирующих микроорганизмах в отдельных группах пациентов и стационарах определенного профиля, лечащий врач, клинический фармаколог может сделать предположение о наиболее вероятном возбудителе заболевания и необходимости выбора препарата при эмпирическом назначении антибактериальной терапии в соответствии с предполагаемой чувствительностью этого возбудителя.