ДИНАМИКА ЭТИОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РАНЕВЫХ ИНФЕКЦИЙ И МИКРОБНОЙ ОЦЕНКИ КОЛОНИЗАЦИИ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ КАК ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ

Полный текст

Введение Актуальность изучения распространения, диагностики и лечения инфекционных заболеваний постоянно повышается, а в настоящее время стала одной из наиболее значимых задач современного здравоохранения [3, 11]. По данным ВОЗ страдает в мире более 1,4 млн. человек только внутрибольничными инфекциями [12, 15]. В развитых странах от 5 до 10% пациентов приобретают одно и более инфекционное осложнение, находясь на лечении в многопрофильных стационарах [13, 14]. Значимость данной проблемы обусловлена не только распространенностью вне и внутрибольничных инфекций, но и огромным спектром возможных возбудителей с постоянно меняющимися качественными свойствами в условиях вне и внутригоспитальных инфекций, особенностями микробной колонизации внутренних органов [5, 10]. Тяжелые травмы и ранения являются главной моделью для специалистов, изучающих проблему хирургической инфекции [2]. Инфекционные осложнения оказываются наиболее частыми проявлениями висцеральной патологии при тяжелой травме, а также могут быть обусловлены присоединением госпитальной инфекции в период оказания стационарной медицинской помощи [8]. Смертность в результате гнойно-септичских осложнений после тяжёлой механической травмы высока: в остром периоде - 21,4%, и увеличением ее в сроке более 10 суток до 50,6% [1]. Поздняя летальность в 90,9% случаев была связана с септическими осложнениями [7]. Своевременное и правильное лечение способно снизить количество инфекционных осложнений [5, 7]. Эффективность лечения зависит не только от рационального выбора средств противомикробной терапии в зависимости от количественной и качественной характеристики патогенов, но и от возможности полноценной эрадикации инфекционного агента из тканей, вызванных особенностями инфицирования тех или иных органов. Места преимущественной локализация инфекционной патологии, частота развития бактериемии, качественные характеристики микрофлоры, выраженность микробной обсемененности внутренних органов при раневой инфекции изучены недостаточно. Представляется важным для дальнейшей оптимизации антибактериальной терапии изучить динамику структуры и качественных свойств возбудителей раневого инфекционного процесса, особенно в условиях многопрофильных стационаров, дополнив их экспериментальными исследованиями микробной обсемененности внутренних органов. Цель исследования - оценить динамику структуры и качественных свойств возбудителей у пострадавших с раневой инфекцией; массивность и длительность колонизации микроорганизмами крови и внутренних органов крыс c тяжелыми травмами и ранениями для дальнейшего совершенствования антибиотикотерапии и обеспечения рационального применения антимикробных препаратов в условиях стационара. Методика В исследование включены 14 179 проб отделяемого ран пострадавших с тяжелой механической травмой, которые проходили лечение в 2014-2022 г.г. в БУЗОО ГК «БСМП № 1», оказывающему неотложную, преимущественно хирургическую, помощь населению г. Омска. Чувствительность микробных патогенов к антимикробным препаратам определяли диско-диффузным методом на среде Мюллера-Хинтон в соответствии со стандартами CLSI. Качественные свойства возбудителей описаны с помощью среднего значения диаметра зоны торможения роста (d) тестируемых колоний микроорганизма под воздействием исследуемого препарата, медианы (Ме), верхнего (V25) и нижнего квартилей (V75), свидетельствующих о 50% частоте встречаемости признака, 25% и 75%, соответственно. На экспериментальном материале проведен анализ особенностей инфицирования белых половозрелых крыс, перенесших тяжелую механическую травму (n=143). Изучена динамика (через 1, 7, 14 и 30 суток после травмы) частоты развития бактериемии, микробной обсемененности внутренних органов с выявлением состава микроорганизмов. Исследования выполнены в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123, Страсбург, 1986 г.), приказами МЗ СССР №755 от 12.08.77, №701 от 27.07.78 МЗ СССР, № 742 Министерства высшего и среднего специального образования СССР от 13.11.84. Моделирование тяжелой сочетанной травмы проводили под наркозом - тиопентал натрия, 30 мг/кг массы тела внутрибрюшинно (ОАО «Синтез», Россия) по способу Нобла-Коллипа путем многократного (700-750 разового) падения крысы с высоты 0,5 м. Животные получали тяжелые повреждения головного мозга, сочетающиеся с множественными ранениями, переломами ребер, конечностей, таза, позвоночника, повреждениями внутренних органов. Летальность составила 49,7%. Для оценки контаминации органов и тканей при синегнойной инфекции 40 травмированным крысам и 20 крысам без травм вводили 10х109 клеток суточной культуры P. aeruginosa внутрибрюшинно (0,5 DL50). Наблюдение за животными проводили в течение 5 суток после введения синегнойной палочки. Бактериологические исследования включали определение массивности и длительности колонизации микроорганизмами крови, тканей головного мозга, легких, селезенки, печени экспериментальных животных. Кровь из полости сердца засевали на «двойную среду» и «среду для контроля стерильности» с высевами на 5% кровяной агар. Для исследования микробной обсемененности внутренних органов на плотных питательных средах делали отпечатки свежими срезами кусочков органов (площадь 2 см2) забранных в асептических условиях. В качестве методов идентификации микроорганизмов применяли микроскопическое исследование, посев на селективные и хромогенные питательные среды, иммунохимические и биохимические методы. Для количественных оценок центральных тенденций анализируемых выборок использовались средние значения. Проверка нормальности выборок осуществлялась при помощи критерия хи-квадрат. Для сравнения выборочных средних использовался t-критерий Стьюдента [4]. Проверка статистических гипотез проводилась на уровне значимости 0,05. Для автоматизации статистических вычислений использовался табличный процессор Microsoft Excel. Результаты и их обсуждение Исследование раневой инфекции у больных с повреждением тканей в результате механического воздействия показало, что в общей структуре выявленных возбудителей в ранах преобладала грамотрицательная флора, она регистрировалась в 66,5% случаев. В 31,0% определялась грамположительные бактерии, в 2,2% - грибы. В структуре раневых микроорганизмов, выделенных в 2022 г., наиболее часто встречались пять основных бактериальных патогенов: E. coli с долей 27,0±1,4%, K. pneumoniae - 24,1±6,5%, S. aureus - 21,0±2,1%, P. aeruginosa - 8,1±2,3%, S. epidermidis - 6,4±2,2%. Полученные данные о доминировании E. coli, K. pneumoniae, S. aureus, P. aeruginosa, S. epidermidis не противоречат общероссийским данным, хотя региональная и локальная этиология имеет свою специфику и особенности [5, 10]. Анализ этиологической структуры бактериальных возбудителей в динамике с 2014 по 2022 гг. выявил, что доля S. aureus с 2014 по 2016 гг. повышалась до 35,9%, затем, в течение 5 последующих лет плавно снижалась, достигая 12,7% в 2020 г. С 2021 г. наметилась тенденция повышения доли S. aureus. При этом доля S. epidermidis в 2022 г. уменьшилась в сравнение с 2014 г. в 2,1 раза. Динамика количественных показателей E. coli имела иную направленность. На протяжении всего периода наблюдения отмечалось плавное ежегодное повышение доли E. coli и достижение ею роли ведущего патогена при раневой инфекции в 2022 г. (табл. 1). Удельный вес K. pneumoniae варьировал на уровне 19,7 - 24,1 %, P. aeruginosa - 7,9-8,9%. Таблица 1. Структура раневых инфекций (%) Вид возбудителя 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 S. aureus 28,4 33,1 35,9 29,5 25,6 24,2 12,7 18,9 21,0 E. coli 16,0 17,4 17,3 22,1 27,7 20,3 28,7 25,6 27,0 K. pneumoniae 19,7 16,1 14,8 17,0 16,7 21,0 22,4 17,6 24,1 S. epidermidis 13,6 12,0 5,5 9,3 8,2 7,4 9,9 12,5 6,4 P. aeruginosa 7,9 7,8 11,2 8,5 7,5 8,2 9,7 6,8 8,9 E. faecalis 1,6 1,2 2,7 1,9 4,6 3,5 1,6 1,8 1,1 Acinetobacter spp. 0,4 0,4 2,2 1,0 2,9 5,7 3,7 5,3 3,0 P. mirabilis 2,5 1,5 2,0 1,9 2,3 1,2 2,7 0,8 1,0 S. pyogenes 3,3 2,0 3,0 3,1 2,0 3,2 1,6 5,2 1,8 Значимость тестирования качественных свойств микробных популяций был подтверждено исследованиями проведенными в 2022 г. (4516 случаев) по выявлению чувствительности ведущих раневых патогенов к следующим противомикробным препаратам: бензилпеницилину (n=136), оксацилину (n=112), ампицилину (n=530), цефазолину (n=41), цефтриаксону (n=185), цефотаксиму (n=188), цефапиму (n=109), цефепиразон/сульбактаму (n=458), имипенем/циластатину (n=544), меропенему (n=117), эртапенему (n=544), азтреонаму (n=38), ванкомицину (n=198), линезолиду (n=201), ципрофлоксацину (n=244), левофлоксацину (n=326), моксифлоксацину (n=287), амикацину (n=244), рифампицину (n=282), полимиксину (n=80), фосфомицину (n=52). У выделенных штаммов E.coli выявлена полная чувствительность к цефепиразон/сульбактаму (100%, n=246, d=20,9 мм, Me=24,0 мм, V25=20,0 мм, V75=27 ,0 мм), имипенем/циластатину (100%, n=179, d=23,0 мм, Me=26,0 мм, V25=20,0 мм, V75=29,0 мм), меропенему (100%, n=44, d=20,8 мм, Me=20,5 мм, V25=20,0 мм, V75=24,0 мм), эртапенему (100%, n=109, d=23,6 мм, Me=25,0 мм, V25=23,0 мм, V75=30,0 мм). Высокая чувствительность (75%) колоний раневой E.coli наблюдалась к левофлоксацину (75%, n=125, d=19,0 мм, Me=25,0 мм, V25=0 мм, V75=27,0 мм), моксифлоксацину (75%, n=142, d=13,6 мм, Me=16,0 мм, V25=0 мм, V75=25,0 мм), амикацину (75%, n=84, d=15,06 мм, Me=20,0 мм, V25=10,5 мм, V75=20,0 мм), полимиксину (75%, n=30, d=13,2 мм, Me=16,0 мм, V25=0 мм, V75=20,0 мм), фосфомицину (75%, n=42, d=15,2 мм, Me=10,0 мм, V25=0 мм, V75=24,0 мм). Исследования качественных свойств K. pneumoniae показали 100% чувствительность данного микроорганизма к полимиксину (100%, n=50, d=15,9 мм, Me=17,0 мм, V25=14,0 мм, V75=16,0 мм). 75% изолятов были чувствительны к имипенем/циластатину (75%, n=168, d=14,3 мм, Me=20,0 мм, V25=0 мм, V75=20,0 мм), цефоперазон/сульбактаму (75%, n=212, d=14,2 мм, Me=20,0 мм, V25=0 мм, V75=24,0 мм). S. aureus был высокочувствителен ко всем исследованным антистафилококковым средствам кроме бензилпеницилина: оксацилину (100%, n=112, d=17,68 мм, Me=24,0 мм, V25=0 мм, V75=26,0 мм), цефазолину (100%, n41, d=21,55 мм, Me=25,0 мм, V25=24,0 мм, V75=29,0 мм), цефтриаксону (100%, n=75, d=20,88 мм, Me=24,0 мм, V25=0 мм, V75=16,0 мм), рифампицину (100%, n=282, d=25,77 мм, Me=27,0 мм, V25=24,0 мм, V75=30,0 мм), ванкомицину (100%, n=198, d=18,89 мм, Me=20,0 мм, V25=17,0 мм, V75=20,0 мм), линезолиду (100%, n=201, d=27,42 мм, Me=26,0 мм, V25=24,0 мм, V75=30,0 мм), ципрофлоксацину (100%, n=80, d=18,06 мм, Me=25,0 мм, V25=0 мм, V75=26,0 мм), левофлоксацину (100%, n=81, d=20,24 мм, Me=25,0 мм, V25=17,0 мм, V75=27,0 мм), моксифлоксацину (100%, n=120, d=18,33 мм, Me=25,0 мм, V25=10,0 мм, V75=27,0 мм), имипенем/циластатину (100%, n=157, d=19,58 мм, Me=24,0 мм, V25=12,0 мм, V75=29,0 мм), меропенему (100%, n=22, d=24,64 мм, Me=24,5 мм, V25=24,0 мм, V75=29,0 мм). Экспериментальные данные выявили, что через 1 сутки после травмы количество инфицированных крыс составила 67,5%. У 27,2% крыс регистрировалась бактериемия. Микробная обсемененность внутренних органов: легких, селезенки, печени была в 1,5 раз выше (табл. 2). При этом исследование бактериологических посевов из отпечатков головного мозга крыс, перенесших травму, не выявило роста микроорганизмов. Через 1 сутки после травмы головной мозг животных оставался стерильным. Через 7 суток после травмы количество инфицированных крыс уменьшилось (табл. 2). Данное снижение показателя в динамике травматической болезни может быть связано с интенсивной гибелью животных в первую неделю после травмы (погибло 26,6% крыс), и прежде всего, гибелью травмированных крыс с гнойно-септическими осложнениями. Бактериологические посевы крови и внутренних органов свидетельствуют о том, что количество положительных проб снизилось. Особенностью данного периода явилось то, что головной мозг утратил стерильность, у 18,3% крыс посев материала на питательные среды выявил рост микрофлоры. В динамике травматической болезни через 14 суток отмечена стабилизация показателей, характеризующих бактериальную обсемененность крови, внутренних органов и головного мозга, на уровне 7 суток. Таблица 2. Динамика бактериальной контаминации крови, внутренних органов и головного мозга крыс, перенесших тяжелую механическую травму (Р±m) Показатель Время после травмы, сутки 1 7 14 30 Количество инфицированных крыс, % 67,5±1,84 55,7±1,52* 56,4±1,53* 68,8±1,87 Бактериемия, % 27,2±0,74 12,4±0,34* 13,1±0,36* 21,7±0,59* Обсемененность внутренних органов, % 40,3±1,10 25,0±0,68* 24,2±0,66* 31,0±0,84 Обсемененность головного мозга, % 0 18,3±0,50* 19,1±0,52* 16,1±0,44* Примечание: * - достоверность различий между показателями 1 суток и последующих сроков (p<0,05) Через 30 суток после перенесенной тяжелой сочетанной травмы количество инфицированных крыс увеличилось. Микроорганизмы высевались как из крови, так и внутренних органов крыс: бактериемия наблюдалась у каждой 5 травмированной крысы, бактериальная контаминация внутренних органов у каждого третьего животного, микробная обсемененность ткани головного мозга у каждой шестой крысы (табл. 2). Микрофлора крови и очагов инфекции в тканях внутренних органов была представлена преимущественно факультативно-анаэробными бактериями, чаще встречающимися в монокультуре (79%) и реже в ассоциации патогенов (21%). По частоте выделения в моноэтиологической и ассоциативной формах, суммарно, микроорганизмы составили следующий по убывающей ранговый ряд: бактерии семейства Micrococcaceae, род Staphylococcus: S. epidermidis, S. saprophiticus, представители семейства Enterobacteriaceae: E. сoli, Citrobacter frendii и семейства Enterococcaceae: E. faecalis. У 25,1% крыс, перенесших травму, обнаружены биохимически идентичные варианты микрофлоры, выделенной из органов и сред организма. Так микробный пейзаж печени, крови и селезенки, головного мозга и селезенки этих животных состоял из аналогичных микроорганизмов. Согласно перечня антибиотикорезистентных бактерий, представляющих наибольшую опасность для здоровья человека, опубликованного ВОЗ в 2017 г. ряд выделенных нами микроорганизмов являются антибиотикорезистентными: стафилококки и энтерококки относятся к высокому уровню опасности, синегнойная палочка к критически высокому уровню опасности [16]. Возрастающая роль синегнойной палочки, как возбудителя госпитальных инфекций связана не только с низкой ее чувствительности к большинству антибиотиков, но и высокой частотой ее распространения, тяжестью течения вызываемых ею инфекционных осложнений [6]. Распространенность синегнойной инфекции лидирует в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ): P. aeruginosa является возбудителем примерно от 10 до 20% всех бактериальных инфекций в этих отделениях [9]. Эксперименты по инфицированию животных синегнойной палочкой показали, что введение P. aeruginosa не травмированным крысам вызывало развитие гнойно-воспалительных процессов, приводящих к гибели 20% животных в течение пятидневного срока наблюдения. При вскрытии погибших крыс в легких, печени, селезенке, паховых лимфоузлах, головном мозге животных отмечены признаки воспаления, обусловленного микробной флорой. Микробиологическое исследование внутренних органов показало, что инфекционный процесс был вызван синегнойной палочкой. В ткани головного мозга отмечен крайне скудный рост P. aeruginosa. Обильный рост культивируемых бактерий отмечен в тканях легких, печени, селезенки, паховых лимфоузлов. Инфицирование животных P. aeruginosa на фоне травмы показали, что их гибель в течение 5 суток наблюдения увеличилась. Летальность 72,4%. Большая часть животных погибла в 1 сутки болезни (62,5%). При вскрытии погибших крыс отмечены увеличение и полнокровие легких, печени, селезенки, паховых лимфоузлов. В брюшной полости обнаружено большое количество экссудата. Под теменной костью у 30,0% животных выявлены гематомы. Анализ бактериологических посевов отпечатков ткани легких, печени, селезенке, паховых лимфоузлов выявил обильный рост синегнойной палочки. Бактериальный рост из отпечатков ткани головного мозга у половины крыс был скудным, у второй половины обильным. Таким образом, полученные экспериментальные данные подтвердили абсолютную необходимость назначения антибиотиков при тяжелой сочетанной травме. Ввиду выявленных особенностей этиологии и локализации инфекционных осложнений спектр предпочитаемых средств антимикробной терапии должен быть широким. В каждом третьем случае следует предполагать назначение нескольких противомикробных средств из-за генерализации инфекции при тяжелой травме и наличия посттравматического менингита, в каждом втором случае назначать препарат, обладающий антисинегнойной активностью. Выводы 1. Ведущими возбудителями раневых инфекций у пациентов явились грамотрицательные микроорганизмы со стабильно большой долей: E. coli - 27,0±1,4%, K. pneumonia - 24,1±6,5%, а также S. aureus - 21,0±2,1%, %, S. epidermidis - 6,4±2,2 %, P. aeruginosa - 8,1±2,3%. 2. В лечении больных с раневыми инфекциями, обусловленными E. coli 100% перспективны защищенные цефалоспорины и все карбапенемы, 75% - цефалоспорины III-IV, аминогликозиды, фторхинолоны. При клебсиелезных инфекциях в 100% - полимиксин, 75% - защищенные цефалоспорины и карбапенемы. При стафилококковых раневых инфекциях эффективна вся палитра антистафилококковых средств, за исключением природного пенициллина. 3. Частота развития инфекционных осложнений при тяжелой травме через 1 сутки после ее моделирования у крыс составляла 67,5% и оставалась высокой на протяжении всего срока наблюдения (30 суток). У 27,2% крыс выявлена генерализация инфекционного процесса. Ведущее место среди выделенных микроорганизмов как в моноформе, так и в миксткультуре занимали бактерии семейств Micrococcoceae (род Staphylococcus), Enterobacteriaceae, с превалированием E. сoli, а также бактерий семейства Enterococcaceae. 4. Наибольший удельный вес в структуре инфекционных осложнений имели висцеральные осложнения - 40,3%. В динамике болезни превалировала микробная обсемененность внутренних органов: легких, селезенки, печени, которая на протяжении всего срока обследования была почти в 2 раза выше, чем в крови и головном мозге. При этом через 1 сутки после нанесения травмы головной мозг оставался стерильным, а бактериемия была наиболее выражена. 5. Введение крысам с тяжелой травмой и ранениями синегнойной палочки привело к увеличению летальности до 72,4%. Развитие гнойно-воспалительных процессов во всех случаях наблюдения было обусловлено обильным ростом синегнойной палочки в тканях легких, печени, селезенки, паховых лимфоузлов. В тканях головного мозга у половины обследованных крыс выявлен обильный рост синегнойной палочки, у второй половины - скудный.

Об авторах

Татьяна Федоровна Соколова

Омский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор медицинских наук, доцент кафедры фармакологии, клинической фармакологии ФГБОУ ВО «Омский государственных медицинский университет» Минздрава России Россия, 644099, Омск, ул. Ленина, 12

Стелла Геннадьевна Фоминых

Омский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой фармакологии, клинической фармакологии ФГБОУ ВО «Омский государственных медицинский университет» Минздрава России. Врач-клинический фармаколог БУЗОО «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи» Россия, 644099, Омск, ул. Ленина, 12

Людмила Владимировна Шукиль

Омский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии, клинической фармакологии ФГБОУ ВО «Омский государственных медицинский университет» Минздрава России Россия, 644099, Омск, ул. Ленина, 12

Анастасия Анатольевна Разумовская

Омский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
старший преподаватель кафедры фармакологии, клинической фармакологии ФГБОУ ВО «Омский государственных медицинский университет» Минздрава России Россия, 644099, Омск, ул. Ленина, 12

Антон Сергеевич Скотников

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: email@example.com
кандидат медицинских наук, доцент кафедры медико-социальной экспертизы, неотложной и поликлинической терапии ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. Сеченова «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

Список литературы

Дополнительные файлы