Антибиотикорезистентность микробиома кожи у членов семьи
Антибиотикорезистентность микробиома кожи у членов семьи
Аннотация
Проведено наблюдение за совместно проживающими семьями, чтобы охарактеризовать их микробиоту и оценить ее антибиотикорезистентность. Для количественной оценки межсемейного микробного обмена был осуществлен мониторинг кожной микрофлоры в 27 семьях, охватывающих супругов, их родителей, детей и внуков. Средний возраст родителей находился в диапазоне 40–45 лет, а их детей — 12–14 лет. Средний возраст представителей старшего поколения мужского и женского пола варьировал от 60 до 65 лет. Для сбора данных применялись анкетирование, микробиологические исследования и статистическая обработка полученных результатов. Изучение микробиома кожи членов семьи проводилось путем взятия смывов с кожи ладонной поверхности предплечий с использованием стерильных зондов-тампонов. Антибиотикочувствительность бактерий определяли диффузионным методом на дисках. Микробиота членов семей, особенно супругов, оказалась схожей. Женщины имели на коже в 1,2–1,38 раза больше микроорганизмов, чем мужчины. Наиболее частыми кожными бактериями у всех были Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Corynebacterium spp. и Streptococcus spp. У пожилых участников исследования наблюдалось повышенное содержание бактерий Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus и Corynebacterium spp. на коже, что может указывать на возрастные модификации кожного микробиома. Важно отметить, что у всех членов семей, принявших участие в эксперименте, была выявлена множественная лекарственная устойчивость микроорганизмов, населяющих кожу. В частности, кожная микрофлора всех семейных групп чаще всего проявляла резистентность к тобрамицину (в диапазоне 64–90% случаев), оксациллину (83,3–60,7%), бензилпенициллину (77,7–44,9%), олеандомицину (70,0–55,0%) и кларитромицину (59,0–23,0%).
1. Введение
Микробиом каждого человека уникален. Он формируется под воздействием множества факторов, таких как генетическая предрасположенность, возраст, профессиональная деятельность и пищевые привычки. Кроме того, на формирование микробиома определенное влияние оказывает и наше окружение, включая людей и животных, с которыми мы контактируем
, . Тесный контакт между членами семьи, хотя и способен модифицировать состав микробиома, не лишает его индивидуальности. Это позволяет рассматривать семью как фундаментальный фактор, формирующий микробиом , .Основным внешним физическим интерфейсом между человеком и окружающей средой является кожа. Кожа предотвращает вторжение чужеродных патогенов и создает условия для жизнедеятельности комменсальной микробиоты
, . На коже человека идентифицировано более 40 родов бактерий, в основном принадлежащих к четырем типам: Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria и Bacteroidetes. Пропорции этих бактерий в каждом сообществе варьируются в зависимости от людей, участков тела, а также микроокружения кожи . На протяжении всей жизни стабильность и функции этих микробных сообществ на коже зависят как от их взаимодействия с нашим организмом, так и от взаимоотношений между самими микроорганизмами.Питание комменсальной микрофлоры обеспечивается выделениями жировых и сальных желез, отмершими клетками и продуктами распада
, . Микробиота кожи человека часто преодолевает эпидермальный барьер, мигрируя в дермальные компартменты. Это предполагает прямое взаимодействие бактерий с различными клеточными популяциями кожи, что приводит к изменению их фенотипических проявлений. Отдельные виды кожных комменсалов оказывают влияние на иммунный статус хозяина, демонстрируя специфическую антимикробную, противовоспалительную или противоопухолевую активность, а также индуцируя комплексные врожденные и адаптивные иммунные ответы.Члены семьи, включая домашних животных, являются потенциальными резервуарами микроорганизмов, устойчивых к противомикробным препаратам. Это связано с распространенным использованием противомикробных препаратов членами семей, а также тесным контактом между ними. Бактерии исторически развили сложные механизмы для нейтрализации действия антибиотиков. Резистентность к антибиотикам детерминируется множеством генов, значительная часть которых способна к горизонтальному переносу между бактериальными клетками
, .Антибиотикорезистентность в настоящее время является одной из ключевых глобальных проблем общественного здравоохранения. Инфекции, обусловленные резистентными штаммами, а также возникновение полирезистентных патогенных и непатогенных бактерий, представляют собой серьезный вызов, поскольку они способствуют увеличению показателей заболеваемости и смертности, а также компрометируют эффективность лечения инфекционных патологий. Тесные межличностные контакты в семейной среде создают благоприятные условия для горизонтального переноса микроорганизмов и формирования специфической домашней микробиоты
, .Механизмы взаимной передачи резистентных бактерий в семье включают пищевые цепочки, контакт с окружающей средой и прямое взаимодействие, что может приводить к возникновению инфекций, поддающихся лечению с трудом , . Глобальная проблема устойчивости бактерий к антибиотикам ежегодно становится причиной 700000 смертей и представляет собой серьезный вызов для общественного здравоохранения . Необоснованное применение антибиотиков у людей и животных признано основным фактором, способствующим появлению устойчивых к ним инфекций. Ключевым фактором в развитии устойчивости к антибиотикам является их нерациональное использование в медицине и ветеринарии.
2. Методы и принципы исследования
Объектами исследования были семьи (n = 27), включающие родителей, представителей старшего поколения мужского и женского пола, детей и внуков. Основаниями для выбора семей были добровольное согласие на участие в эксперименте и совместное проживание. Средний возраст родителей составил 40–45 лет, а детей — 12–14 лет. Средний возраст представителей старшего поколения мужского и женского пола колебался от 60 лет до 65 лет. В семьях проводилось анкетирование на предмет использования антибиотиков. Для изучения микробиома кожи у членов семьи брали смывы с кожи ладонной части предплечья стерильными зондами-тампонами увлажненным стерильной 0,1% пептонной водой. Отбор проб проводили согласно Методическим указаниям МУ 4.2.2942-11 (Методы контроля. Биологические и Микробиологические факторы. Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и контроля стерильности в лечебных организациях). Пробы засевали на питательные среды, используемые при проведении традиционных бактериологических исследований. Идентификацию бактерий выполняли в следующей последовательности: описание культуральных признаков выделенного микроорганизма; получение чистой суточной культуры путем посева на питательные среды; окраска по Граму и микроскопирование препарата.
Определение чувствительности бактерий к антибиотикам осуществляли диффузионным методом с использованием дисков, пропитанных антибиотиками (табл. 1).
Таблица 1 - Перечень использованных антибиотиков
N п/п | Наименование антибиотика | Краткое обозначение | Концентрация антибиотика, мкг |
1 | Тобрамицин | ТОБ | 10 |
2 | Оксациллин | ОКС | 1 |
3 | Ломефлоксацин | ЛОМ | 10 |
4 | Фурадонин | ФД | 300 |
5 | Кларитромицин | КТМ | 15 |
6 | Тетрациклин | ТЕТ | 30 |
7 | Ампициллин | АМП | 10 |
8 | Олеандомицин | ОЛЕ | 15 |
9 | Линкомицин | ЛИН | 15 |
10 | Доксициклин | ДОК | 30 |
11 | Бензилпенициллин | ПЕН | 10 ЕД |
12 | Неомицин | НЕО | 30 |
13 | Фосфомицин | ФОС | 200 |
14 | Левомицетин | ЛЕВ | 30 |
3. Результаты и обсуждение
Рисунок 1 - Количественная вариация микробиома кожи у членов семей
Рисунок 2 - Гендерные особенности видового состава микробиома кожи
Рисунок 3 - Частота употребления антибиотиков в семьях
Рисунок 4 - Антибиотикорезистентность микробиома кожи у членов семей
4. Заключение
1. Количество микроорганизмов на коже представителей женского пола было в 1,2–1,38 раза выше, чем у представителей мужского пола.
2. Чаще всего на поверхности кожи у всех членов семьи обнаруживались Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Corynebacterium spp. и Streptococcus spp.
3. У бабушек количество Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus и Corynebacterium spp. было наибольшим, по сравнению с другими членами семьи. Это может свидетельствовать о более выраженных возрастных изменениях микробиома кожи у представителей старшего поколения женского пола.
4. У всех членов семей, участвовавших в эксперименте, выявлена множественная лекарственная устойчивость микроорганизмов кожи. Микрофлора всех членов семьи наиболее часто была устойчива в отношении тобрамицина (64–90% микрофлоры), оксациллина (83,3–60,7% микрофлоры), бензилпенициллина (77,7–44,9% микрофлоры), олеандомицина (70,0–55,0% микрофлоры), кларитромицина (59,0–23,0% микрофлоры).
5. Внутри семьи формируются микробные трансмиссивные сообщества, определяющие идентичную устойчивость к антибиотикам у различных членов семьи.