ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ STREPTOCOCCUS PYOGENES, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ЗЕВА, К ТРАДИЦИОННЫМ АНТИБИОТИКАМ

Степаненко И.С.¹, Костина Ю.А.², Батаршева А.А.³, Сластников Е.Д.⁴

¹ORCID: 0000-0001-5793-438Х, Кандидат медицинских наук, доцент, ²ORCID: 0000-0002-7825-7856, Кандидат медицинских наук, ³ORCID: 0000-0001-7604-0680, аспирант, ⁴ORCID: 0000-0003-2843-8672, студент, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарева» в г. Саранск

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ STREPTOCOCCUS PYOGENES, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ЗЕВА, К ТРАДИЦИОННЫМ АНТИБИОТИКАМ

Аннотация

В исследовании участвовали 350 студентов Медицинского института в возрасте 22-24 года без признаков острых инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей. Было выделено 19 β-гемолитических штаммов идентифицированных как Streptococcus spp. Окончательная идентификация и определение чувствительности S.pyogenes к 13 антимикробным препаратам исследовали с помощью бактериологического анализатора «Magellan diagnostics» (Великобритания) и оценивали в соответствии с рекомендациями EUCAST. Исследуемые штаммы S.pyogenes проявили чувствительность к левофлоксацину, линезолиду, ванкомицину, амоксициллин/клавуланату, клиндамицину, меропенему, тетрациклину, цефепиму, цефотаксиму, цефтриаксону и хлорамфениколу. Резистентность выделенных штаммов отмечалась к азитромицину и эритромицину. Результаты исследования свидетельствуют о необходимости ограничения использования данных препаратов для лечения инфекций, вызванных пиогенными стрептококками.

Ключевые слова: Streptococcus pyogenes, гемолитические штаммы Streptococcus spp., чувствительность к антибиотикам.

Stepanenko I.S.¹, Kostina Yu.A.², Batarsheva A.A.³, Slastnikov E.D.⁴

¹ORCID: 0000-0001-5793-438Х, MD, Associate Professor, ²ORCID: 0000-0002-7825-7856, MD, Associate Professor, ³ORCID: 0000-0001-7604-0680, Postgraduate Student, ⁴ORCID: 0000-0003-2843-8672, Student, FSBEI of Higher Education “Ogarev Mordovia State University” in Saransk

RESEARCH OF SENSITIVITY OF STREPTOCOCCUS PYOGENES EGESTED FROM OROPHARYNX TO TRADITIONAL ANTIBIOTICS

Abstract

The study involved 350 students of the Medical Institute at the age of 22-24 years old without signs of acute infectious diseases of the upper respiratory tract. 19 β-hemolytic strains were identified as Streptococcus spp. Final identification and sensitivity of S. pyogenes to 13 antimicrobials was examined using the bacteriological analyser “Magellan diagnostics” (UK) and evaluated according to the EUCAST recommendations. Investigated strains of S.pyogenes showed sensitivity to levofloxacin, linezolid, vancomycin, amoxicillin/clavulanate, clindamycin, meropenem, tetracycline, cefepime, cefotaxime, ceftriaxone and chloramphenicol. Resistance of the isolated strains was noted for azithromycin and erythromycin. The results of the study indicate the necessity to limit the use of these drugs in the treatment of infections caused by pyogenic streptococci.

Keywords: Streptococcus pyogenes, hemolytic strains of Streptococcus spp., sensitivity to antibiotics.

С 1929 г. после открытия А.Флемингом пенициллина, а затем и других антимикробных препаратов, избирательно воздействующих на микробы in vivo, казалось, что человечество, наконец, может справиться со всеми инфекционными болезнями. Но уже начиная с 70-х годов этого же столетия, мы столкнулись с огромной проблемой – явление резистентности отдельных штаммов микроорганизмов к действию антибиотиков [1, С. 5]. Микроорганизмы приобретают устойчивость к действию антибиотиков по  несколькими причинами. В любой совокупности микроорганизмов, встречается изначально или врожденно устойчивые к антимикробным препаратам варианты. При воздействии бактерицидных антибиотиков на микроорганизмы основная масса клеток гибнет или, при воздействии бактериостатических препаратов, прекращает свой рост и размножение, но в это время устойчивые к антибиотику микробы продолжают размножаться. Резистентность к антибиотикам может передаваться микроорганизмами как вертикально, так и горизонтально, давая начало новой устойчивой к антибиотику популяции. У чувствительных к антибиотику микроорганизмов может развиваться приобретенная устойчивость к воздействию антимикробного препарата. И в результате генетической изменчивости, а в частности, мутаций, наблюдается замена одних звеньев обмена веществ микроорганизма, естественный ход которых нарушается антибиотиком, другими звеньями, не подверженными действию препарата, при этом микроорганизм также не будет чувствителен к антибиотику. Механизмов приобретенной резистентности, которыми обладают микробы несколько. Это  так же выработка веществ, разрушающих молекулу антибиотика, тем самым нейтрализуя его действие. Таким образом, антибиотикорезистентность микроорганизмов является свойством, которое может приобретаться и передаваться по наследству, а значит, зависит от генотипа и его устойчивости. Разные штаммы и виды микроорганизмов отличаются друг от друга своей устойчивостью к антибиотикам [2, С. 12].

Стрептококки – это большая группа условно-патогенных кокков и заболевания, вызываемые различными видами этого рода, описаны задолго до выявления и идентификации этих микроорганизмов. Т. Бильротом в 1874 г. стрептококки впервые были обнаружены в тканях человека при рожистом воспалении, раневых инфекциях и описаны [3, С. 57].

Streptococcus pyogenes классифицируется как β-гемолитический стрептококк серогруппы А. Этот вид довольно часто является возбудителей бактериальных инфекций человека. S. pyogenes вызывает тонзиллофарингиты, скарлатину, импетиго, рожистое воспаление, флегмоны, некротизирующий фасцит, миозит, артрит, синдром токсического шока [4, С. 1]. Осложнениям некоторых инфекций, при не рациональной антибиотикотерапии и длительном носительстве, являются острая ревматическая лихорадка и гломерулонефрит, связанные с наличием у S. рyogenes перекрестно-реагирующих антигенов с клетками суставов, миокарда и почек [5, С. 205]. В последние десятилетие наблюдается изменение эпидемиологии стрептококковых инфекций и рост заболеваемости тяжелыми инфекциями (некротизирующий фасцит, синдром токсического шока), а так же отмечается появление и распространение штаммов пиогенного стрептококка, резистентных к макролидам, линкозамидам, тетрациклинам [6, С. 12], [7, С. 1]. Поэтому, принимая во внимание, что структура заболеваемости и резистентности S. рyogenes к антимикробным препаратам значительно варьирует в различных регионах РФ, целесообразно проведение мониторинга антибиотикочувствительности представителей данного вида.

Слизистые верхних дыхательных путей человека являются поставщиком микроорганизмов для замкнутых помещений, в том числе и медицинских учреждений. Медицинские работники, чья профессиональная деятельность связана с длительным нахождением в условиях стационара, могут стать источником развития внутрибольничных заболеваний в медицинских учреждениях различного профиля, обусловленных условно-патогенными микроорганизмами [2, С. 12].

Цель исследования. Выявить частоту колонизации β-гемолитическими стрептококками зева студентов 2 курса Медицинского института и института ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П.Огарева» и изучить антибиотикограммы выделенных штаммов Streptococcocus pyogenes.

Материалы и методы исследования. Для определения частоты колонизации условно-патогенными пиогенными стрептококками было проведено изучение слизь из зева у 350 студентов 2 курса Медицинского института ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П.Огарева» 2-го года обучения. В исследовании приняли участие молодые люди обоих полов в возраст от 22 до 24 лет, граждане РФ, Таджикистана, Туркменистана, Ирака, Сирии и Индии, у которых отсутствовали острые респираторные заболевания верхних дыхательных путей на момент исследования. Персональные данные студентов не использовались, поэтому изучение  частоты выделения Streptococcus spp. от граждан разных стран не проводилось. Материалом выделения микроорганизмов служил слизь из зева. Забор материала и исследование микробиоты зева проводили в соответствии с общепринятыми методиками [8, С. 13]. Окончательная идентификация и определение чувствительности S.pyogenes к 13 антимикробным препаратам исследовали с помощью бактериологического анализатора «Magellan diagnostics» (Великобритания) в соответствии c рекомендациями EUCAST [9, С. 66].

Результаты исследования. В ходе исследования отделяемого зева 350 студентов, без острых респираторных заболеваний, был выделен 41 штамм (рис. 1), образующий гемолиз на кровяном агаре.

Из них, как Streptococcus spp. были идентифицированы 19 штаммов (рис. 2). 11 штаммов из 19 после конечной верификации были идентифицированы как S.pyogenes, 3 – S.dys.ss equisimilis, 5 – S.agalactia (рис. 3).

 

Рис. 1 – Выделение гемолитических штаммов микроорганизмов из зева, (%)

Рис. 2 – Выделение штаммов Streptococcus spp. из зева, (%)

Рис. 3 – Выделение видов Streptococcus spp. из зева, (%)

 

Чувствительность выделенных штаммов изучали к 13 традиционно применяемым для исследования S.pyogenes антимикробным препаратам: азитромицин, амоксициллин/клавулановая кислота, ванкомицин, клиндамицин, левофлоксацин, линезолид, меропенем, тетрациклин, хлорамфеникол, цефепим, цефотаксим, цефтриаксон, эритромицин. Согласно пограничным значениям EUCAST (версия 4.0) [9, С. 66] чувствительность стрептококков групп A к пенициллинам и карбапенемам оценивается на основании их чувствительности к бензилпенициллину и пограничные значения минимальной подавляющей концентрации (МПК) составляют 0,25 мг/л.  Исходя из этого, выделенные штаммы  S.pyogenes оказались чувствительны к амоксициллин/клавуланату, цефепиму, цефотаксиму, цефтриаксону и меропенему, так как МПК этих соединений составили 0,12 и 0,25 мг/л (см. таблицу 1). Пограничные значения МПК для фторхинолонов (EUCAST, версия 4.0) [9, С. 68] составляют для чувствительных штаммов ≤1 мг/л, для резистентных - >2 мг/л. МПК к левофлоксацину для выделенных штаммов составила 0,5 мг/л, то есть все штаммы S.pyogenes чувствительны к левофлоксацину. Пограничные значения МПК для гликопептидов составляют 2 мг/л (EUCAST, версия 4.0) [9, С. 69]. Выделенные штаммы пиогенного стрептококка оказались чувствительны к ванкомицину, так как МПК составили от 0,12 мг/л до 2 мг/л. Согласно EUCAST (версия 4.0) [9, С. 69] пограничные МПК для азитромицина и эритромицина составляют для чувствительных штаммов ≤0,25 мг/л, для резистентных - >0,5 мг/л. Пять штаммов изученных стрептококков проявили устойчивость к эритромицину и 3 штамма – к азитромицину. Все штамма стрептококков оказались чувствительны к клиндамицину, так как пограничные МПК составили от 0,12 мг/л до 0,5 мг/л и соответствуют требованиям EUCAST (версия 4.0) [9, С. 69], которые для чувствительных штаммов ≤0,5 мг/л, для резистентных - >0,5 мг/л.

Таблица 1 – Антибиотикочувствительность штаммов S.pyogenes

Антибиотик	Штаммы	МПК мг/л
		0,12	0,25	0,5	1	2	4	8
Азитромицин	11		8	2	1
Амоксициллин/ Клавулановая кислота	11	8	3
Ванкомицин	11			4	4	2
Клиндамицин	11	4	2	5
Левофлоксацин	11			11
Линезолид	11			3	1	7
Меропенем	11	4	7
Тетрациклин	11			1	10
Хлорамфеникол	11				5	4	2
Цефепим	11	8	3
Цефотаксим	11	8	3
Цефтриаксон	11	8	3
Эритромицин	11		6	5

 

Выделенные штаммы S.pyogenes проявили чувствительность к тетрациклину, МПК составили не более 1 мг/л (пограничные значения согласно EUCAST [9, С. 70] - для чувствительных штаммов ≤1 мг/л, для резистентных - >2 мг/л),  оказались чувствительны к линезолиду, так как МПК составили не более 2 мг/л (пограничные значения согласно EUCAST [9, С. 70] - для чувствительных штаммов ≤2 мг/л, для резистентных - >4 мг/л) и к хлорамфениколу – МПК к которому не превысили 4 мг/л (пограничные значения согласно EUCAST [9, С. 70] - для чувствительных штаммов ≤8 мг/л, для резистентных - >8 мг/л).

Выводы. Полученные данные о частоте носительства условно-патогенных стрептококков (5%) в зеве молодых людей, участвующих в исследовании,  которое не ведет к формированию острых патологических процессов в зеве, не требует активной эрадикации стрептококков и свидетельствует о динамическом равновесии биоценоза. Выделенные штаммы S.pyogenes оказались  чувствительными к левофлоксацину, линезолиду, ванкомицину,  хлорамфениколу, амоксициллин/клавуланату, клиндамицину, меропенему, тетрациклину, цефепиму, цефотаксиму, цефтриаксону. Выявленная  резистентность к азитромицину и эритромицину свидетельствует о необходимости ограничения использования данных препаратов для лечения инфекций, вызванных пиогенными стрептококками.

Список литературы / References

1. Системы здравоохранения и проблемы инфекционных заболеваний. Опыт Европы и Латинской Америки / Под ред. Coker, R. Atun, M. McKee. // WHO, 2009. – 308 с.
2. Савельев В. С., Герфельд Б. Р., Яковлев С. В. и др. Стратегия и тактика применения антимикробных средств в лечебных учреждениях России: Российские национальные рекомендации / В. С. Савельев,   Б. Р. Герфельд, С. В. Яковлев и др. // М. : ООО «Компания БОРГЕС», 2012. – 96 с.
3. Brock T. D. Milestones in microbiology: 1546 to 1940. / T. D. Brock // ASM Press. – 1999. – Р. 57-60.
4. Stevens D. L., Tanner M. H., Winship J., et al. Severe group A streptococcal infections associated with a toxic shock-like syndrome and scarlet fever toxin A / D. L. Stevens, M. H. Tanner, J. Winship, et al. // New England Journal Of Medicine. – 1989. – Vol. 321. – P. 1-7.
5. Bisno A. L. Acute pharyngitis / A. L. Bisno // New England Journal Of Medicine. – 2001. – Vol. 344. – Nо. 3. – P. 205-211;
6. Felmingham D., Feldman C., Hryniewicz W., et al. Surveillance of resistance in bacteria causing community-acquired respiratory tract infеctions / D. Felmingham, Feldman, W. Hryniewicz, et al. // Clinical Microbiology and Infection. – 2002.  – Vol. 8 (Suppl 2). – P. 12-42.
7. Schito G. C. Is Antimicrobial resistance also subject to globalization? / G. C. Schito // Clinical Microbiology and Infection. – 2002. – Vol. 8 (Suppl 3). – P. 1-8.
8. Российская Федерация. Законы. Об унификации микробиологических (бактериологических) методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений : приказ : [принят Министерством здравоохранения СССР №535 22 апреля 1985г.]. Москва, 1985. – 86 с.
9. Козлов Р.С., Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В. и др. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам. Клинические рекомендации / Р.С. Козлов, М.В. Сухорукова,  М.В. Эйдельштейн и др. // Смоленск, 2014. – 154 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Sistemy zdravookhraneniya i problemy infektsionnykh zabolevaniy. Opyt Yevropy i Latinskoy Ameriki [Health systems and the problems of infectious diseases. The experience of Europe and Latin America] // Editors Coker, R. Atun, M. McKee. // – WHO, 2009. – 308 р.
2. Savel'yev V. S., Gerfel'd B. R., Yakovlev S. V. i dr. Strategiya i taktika primeneniya antimikrobnykh sredstv v lechebnykh uchrezhdeniyakh Rossii: Rossiyskiye natsional'nyye rekomendatsii [The strategy and tactics of the use of antimicrobial agents in medical institutions in Russia: Russian national recommendations] / S. Savelyev, B. R. Gerfeld, S. V. Yakovlev and others // М.: OOO «Kompaniya BORGES», 2012. – 92 p. [in Russian]
3. Brock T. D. Milestones in microbiology: 1546 to 1940. / T. D. Brock // ASM Press. – 1999. – Р. 57-60.
4. Stevens D. L., Tanner M. H., Winship J., et al. Severe group A streptococcal infections associated with a toxic shock-like syndrome and scarlet fever toxin A / D. L. Stevens, M. H. Tanner, J. Winship, et al. // New England Journal Of Medicine. – 1989. – Vol. 321. – P. 1-7.
5. Bisno A. L. Acute pharyngitis / A. L. Bisno // New England Journal Of Medicine. – 2001. – Vol. 344. – Nо. 3. – P. 205-211;
6. Felmingham D., Feldman C., Hryniewicz W., et al. Surveillance of resistance in bacteria causing community-acquired respiratory tract infеctions / D. Felmingham, Feldman, W. Hryniewicz, et al. // Clinical Microbiology and Infection. – 2002.  – Vol. 8 (Suppl 2). – P. 12-42.
7. Schito G. C. Is Antimicrobial resistance also subject to globalization? / G. C. Schito // Clinical Microbiology and Infection. – 2002. – Vol. 8 (Suppl 3). – P. 1-8.
8. Rossiyskaya Federatsiya. Zakony. Ob unifikatsii mikrobiologicheskikh (bakteriologicheskikh) metodov issledovaniya, primenyayemykh v kliniko-diagnosticheskikh laboratoriyakh lechebno-profilakticheskikh uchrezhdeniy [Russian Federation. Laws. On the unification of microbiological (bacteriological) research methods used in clinical diagnostic laboratories of medical and preventive institutions]: order : [accepted by Ministry of Health USSR №535 April 22, 1985]. Moscow, 1985. – 86 p. [in Russian]
9. Kozlov R. S., Sukhorukova M. V., Eydel'shteyn M. V. i dr. Opredeleniye chuvstvitel'nosti mikroorganizmov k antimikrobnym preparatam. Klinicheskiye rekomendatsii [Determination of the sensitivity of microorganisms to antimicrobial agents. Clinical recommendations] / R. S. Kozlov, M. V. Sukhorukova, M. V. Eydelshteyn and others // Smolensk, 2014. – 154 p. [in Russian]