Characteristics of antibiotic resistance of infectious pathogens in the wounded

Evgeniy V. Kryukov; Крюков Евгений Владимирович; Konstantin P. Golovko; Головко Константин Петрович; Vitaly Yu. Markevich; Маркевич Виталий Юрьевич; Tatyana N. Suborova; Суборова Татьяна Николаевна; Artem M. Nosov; Носов Артем Михайлович; Leonard Khugaev; Хугаев Леонард Аликович; Elena V. Melnikova; Мельникова Елена Владимировна; Olga P. Sidelnikova; Сидельникова Ольга Павловна

doi:10.17816/brmma207771

Характеристика антибиотикорезистентности возбудителей инфекционных осложнений у раненых

Авторы: Крюков Е.В.¹, Головко К.П.¹, Маркевич В.Ю.¹, Суборова Т.Н.¹, Носов А.М.¹, Хугаев Л.А.¹, Мельникова Е.В.¹, Сидельникова О.П.¹
Учреждения:
1. Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Выпуск: Том 25, № 2 (2023)
Страницы: 193-202
Раздел: Оригинальное исследование
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/207771
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma207771
ID: 207771

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рассмотрены особенности этиологической структуры и антибиотикорезистентности возбудителей инфекционных осложнений у раненых на этапе оказания специализированной медицинской помощи. Исследованы 3845 клинических изолятов, полученных от поступивших на лечение в многопрофильный стационар раненых. Установлено, что в спектре выделенных микроорганизмов преобладали полирезистентные возбудители Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumannii, удельный вес которых варьировал в зависимости от вида клинического материала. Данные бактерии преобладали в спектре микроорганизмов, выделенных из ран, а также отделяемого дыхательных и мочевыводящих путей. Полирезистентные клинические изоляты Acinetobacter baumannii были чувствительны только к тигециклину и полимиксину, Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa — только к полимиксину. При сопоставлении данных 2022 г. с результатами исследования раневого отделяемого, проведенного в 2020 г., выявлено резкое изменение спектра возбудителей раневой инфекции: увеличение доли Acinetobacter spp., Bacillus spp., Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae и снижение доли ряда грамотрицательных бактерий, в том числе Proteus spp. и Esherichia coli, а также выраженное 5-кратное сокращение доли Streptococcus spp. и Staphylococcus aureus. Вероятно, эмпирическая терапия боевых ранений на ранних этапах оказания медицинской помощи эффективно препятствует развитию раневых инфекций, связанных с данными возбудите лями. Среди возбудителей инфекции кровотока лидировали коагулазоотрицательные стафилококки (34,5 %) и Klebsiella pneumoniae с показателем 27,8 %. При этом доля метициллинрезистентных Staphylococcus spp. составила 80 %. Длительное течение инфекционных осложнений, связанных с полирезистентными штаммами возбудителей, сложность подбора рацио нальной антибактериальной терапии могут поддерживать циркуляцию антибиотикорезистентных внутрибольничных штаммов в госпитальной среде. Необходимо усиление внимания эпидемиологической службы к проблеме высокой частоты выделения полирезистентных возбудителей для своевременного проведения противоэпидемических мероприятий. Таким образом, полученные данные свидетельствуют об участии полирезистентных грамотрицательных бактерий в развитии инфекционных осложнений у раненых на этапе стационарного лечения.

Ключевые слова

возбудители инфекционных осложнений, микробиологический мониторинг, полирезистентные грам отрицательные бактерии, антибиотикорезистентные внутрибольничные штаммы, противоэпидемические мероприятия, ранение, специализированная медицинская помощь, этапы медицинской эвакуации

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Со времени окончания Второй мировой войны произошла значительная эволюция огнестрельного оружия и взрывных боеприпасов. Как следствие, увеличилось количество пострадавших с обширными повреждениями, возросла частота множественных и сочетанных ранений [1]. Самым частым и опасным осложнением бое вых повреждений является хирургическая инфекция. Несмотря на совершенствование средств индивидуальной и коллективной защиты [2], использование антибиотиков широкого спектра действия и современных средств медицинской и хирургической помощи, раневые инфекции оказывают значительное влияние на лечение и исходы ранений [3–6].

Боевые ранения представляют собой наиболее сложный вид ранений, обусловленный неконтролируемым повреждением тканей различной и множественной локализации, подвергающим стерильные участки тела контаминации огромным количеством бактерий. Основой развития инфекционных осложнений боевых ранений является загрязнение во время травмы бактериями из состава собственной микробиоты или попавшими в рану из окружающей среды вместе с экзогенными агентами (пулями, фрагментами ткани, пылью, грязью, водой), либо из более поздних нозокомиальных источников [4, 7, 8]. На спектр этиологических агентов в контаминированных огнестрельных ранах влияет этиология раны, поврежденная область тела, временной интервал между ранением и первичной хирургической обработкой, климатические факторы, время года, географический район и санитарно-гигиенические условия [9].

Необходимость оказания медицинской помощи раненым в медицинских стационарах влечет за собой риск дополнительного инфицирования полирезистентными возбудителями внутрибольничных инфекций, роль которых в настоящее время приобрела особую значимость во всем мире. Резистентность к антибиотикам имеет огромное социально-экономическое значение и в развитых странах мира рассматривается как угроза национальной безопасности [10].

Разнообразие микроорганизмов современных боевых ран уникальное для каждого военного конфликта. Климатические и географические особенности театра военных действий, применение современных видов вооружения, а также способы лечения оказывают влияние на микрофлору ран [6, 9, 11, 12]. В случае инфекции рана не заживает, затраты на лечение ран становятся более ресурсоемкими. Факт смещения микрофлоры ран в пользу бактерий, ответственных за внутрибольничные инфекции, подтверждает предположение о внутрибольничной связи этих изменений [13–15].

Определение микроорганизмов, вызывающих раневую инфекцию и сопутствующие инфекционные осложнения, имеет первостепенное значение. Эта информация может способствовать совершенствованию стратегии борьбы с инфекциями, осложняющими лечение боевых повреждений.

Цель исследования — выявить особенности этиологической структуры и антибиотикорезистентности возбудителей инфекционных осложнений у раненых на этапе оказания специализированной медицинской помощи.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проанализированы результаты бактериологического исследования проб раневого отделяемого, крови, мочи, а также образцов, отобранных при обследовании дыхательных путей и легких (мокрота, смыв из бронхов, бронхо- альвеолярный лаваж, отделяемое плевральной полости), полученных от раненых, находившихся с 01.03.2022 по 30.07.2022 на стационарном лечении в клиниках многопрофильного военно-медицинского стационара. Исследования выполнялись на базе бактериологического отделения центра клинической лабораторной диагностики Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. Отбор образцов клинического материала и первичный посев проводили в соответствии с требованиями нормативных документов. Микроорганизмы были выделены из образцов клинического материала раненых: у 62,4 % — только из раневого отделяемого, у 22,6 % бактерии и микромицеты были выделены также из отделяемого дыхательных путей и (или) мочи, а у 15 % пациентов раневая инфекция сопровождалась положительными посевами крови. Для идентификации бактерий использовали масс-спектрометр BactoSCREEN фирмы «Литех» (Россия). Всего из образцов клинического материала было выделено 3845 штаммов микроорганизмов: 2217 (57,7 %) из раневого отделяемого, 993 (25,8 %) — из отделяе мого дыхательных путей, 317 (8,2 %) — из крови и 318 (8,3 %) — из мочи.

Определение чувствительности клинических изолятов к антибиотикам проводили с помощью автоматического микробиологического анализатора Vitek-2 фирмы «bioMerieux» (Франция) или диско-диффузионным способом. Результаты оценивали на основании критериев интерпретации, представленных в отечественных рекомендациях 2021 г. [16]. Результаты исследования представлены относительными величинами частоты и распределения. Оценка значимости различия частотных показателей осуществлялась с помощью t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Возбудители инфекционных осложнений, выделенные у раненых из образцов клинического материала. Среди выделенных микроорганизмов 2487 (64,7 %) клинических изолятов относились к группе грамотрицательных бактерий (ГОБ), 1195 (31,1 %) — грамположительных бактерий (ГПБ), а 163 (4,2 %) штамма — к микромицетам. Только среди изолятов, выделенных из крови, преобладали ГПБ, в остальных видах клинического материала лидировали ГОБ, доля которых составила 64,7 % в образцах раневого отделяемого, 69,2 % — мокроты и 73,6 % в пробах мочи. Лидировали наиболее распространенные в настоящее время ГОБ — возбудители внутрибольничных инфекций: Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa, на долю которых пришлось более 50 % всех выделенных микроорганизмов.

В среднем от одного пациента с наличием микробного роста в раневом отделяемом было выделено одновременно или последовательно 3 штамма возбудителей раневой инфекции. Данный факт можно объяснить участием в развитии инфекционного осложнения ассоциаций бактерий, а также более длительным временем лечения раненых, получивших тяжелые ранения, в течение которого могла происходить смена микрофлоры [12–14, 17, 18].

Среди возбудителей раневой инфекции доля ГОБ составила 64,7 % (1436), ГПБ — 33,8 % (750), микромицет — 1,4 % (32). Наибольший удельный вес имели изоляты K. pneumoniae — 21,6 % (479), Acinetobacter spp. — 20,8 % (4618) и представители родов Pseudomonas — 13,8 % (306), Enterococcus — 12,4 % (275), Staphylococcus — 9,6 % (214). У вновь поступающих раненых выделялись грамположительные спорообразующие палочки родов Bacillus или Paenibacillus, доля которых составила 7,3 % (162) (табл. 1).

Таблица 1. Спектр возбудителей инфекционных осложнений, выделенных из образцов клинического материала у раненых

Table 1. Spectrum of infectious complication causative agents isolated from clinical specimens taken from casualtiess

Род и вид возбудителя	Число изолятов, n = 3845		Раневое отделяемое, n = 2217		Мокрота, n = 993		Моча, n = 318		Кровь, n = 317
Род и вид возбудителя	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
Klebsiella pneumoniae	949	24,7	479	21,6	284	28,6	98	30,8	88	27,8
Acinetobacter baumannii	652	17,0	462	20,8	154	15,5	25	7,9	12	3,8
Pseudomonas aeruginosa	562	14,6	306	13,8	178	17,9	66	20,8	12	3,8
Enterococcus faecalis	197	5,1	157	7,1	12	1,2	17	5,3	11	3,5
Bacillus spp., Paenibacillus spp.	170	4,4	162	7,3	7	0,7	0	0	1	0,3
Enterococcus spp.	167	4,3	118	5,3	13	1,3	20	6,3	16	5,0
Candida spp.	163	4,2	31	1,4	89	9,0	31	9,7	11	3,5
Staphylococcus aureus	137	3,6	93	4,2	34	3,4	1	0,3	8	2,5
Staphylococcus epidermidis	122	3,2	51	2,3	9	0,9	6	1,9	55	17,4
Esherichia coli	110	2,9	84	3,8	11	1,1	9	2,8	6	1,9
Streptococcus spp.	106	2,8	13	0,6	86	8,7	2	0,6	4	1,3
Staphylococcus haemolyticus	85	2,2	29	1,3	8	0,8	5	1,6	43	13,6
Corynebacterium spp.	83	2,2	51	2,3	26	2,6	0	0	6	1,9
Staphylococcus spp.	71	1,8	40	1,8	4	0,4	2	0,6	26	8,2
Прочие ГОБ	70	1,8	31	1,4	32	3,2	4	1,3	4	1,3
Enterobacter spp.	65	1,7	51	2,3	8	0,8	6	1,9	1	0,3
Proteus spp.	59	1,5	24	1,1	9	0,9	25	7,9	1	0,3
Прочие ГПБ	57	1,5	33	1,5	18	1,8	0	0	6	1,9
Burkholderia spp.	20	0,5	2	0,1	11	1,1	1	0,3	6	1,9

При сопоставлении данных 2022 г. с результатами исследования раневого отделяемого, проведенного в 2020 г., выявлено изменение спектра клинических изолятов — возбудителей раневой инфекции. Установлено значимое увеличение доли Acinetobacter spp., Bacillus spp., Enterococcus spp., P. aeruginosa, K. pneumoniae и сокращение доли ряда ГОБ, в том числе Proteus spp. и Esherichia coli, а также выраженное 4–5-кратное снижение доли Streptococcus spp. и Staphylococcus aureus. Вероятно, эмпирическая терапия боевых ранений на ранних этапах оказания медицинской помощи эффективно препятствует развитию раневых инфекций, связанных с данными возбудителями (табл. 2).

Таблица 2. Изменение спектра возбудителей раневой инфекции в 2022 г. по сравнению с данными 2020 г., %

Table 2. Variation in the spectrum of infectious complication causative agents found in 2022, compared to data of 2020 (in %)

Род и вид возбудителя	2020 г., n = 2490	2022 г., n = 2217	р =
Acinetobacter spp.	6	20,8	0,001
Bacillus spp.	0,4	7,3	0,001
Enterococcus spp.	2,2	5,3	0,001
Pseudomonas aeruginosa	9,5	13,8	0,001
Klebsiella pneumoniae	16,5	21,6	0,001
Enterococcus faecalis	4,8	7,1	0,001
Enterobacter spp.	1,2	2,3	0,004
Corynebacterium spp.	2,3	2,3	1,0
Прочие ГПБ	1,8	1,5	0,421
Candida spp.	1,9	1,4	0,181
Proteus spp.	2,4	1,1	0,001
Esherichia coli	7,3	3,8	0,001
Staphylococcus spp.	11,9	5,4	0,001
Streptococcus spp.	5,2	0,6	0,001
Прочие ГОБ	7,4	1,5	0,001
Staphylococcus aureus	19,2	4,2	0,001

У 22,6 % раненых микроорганизмы были выделены из образцов отделяемого дыхательных путей и/или мочи. Как правило, это были пациенты отделений реанимации и интенсивной терапии, находящиеся в связи с тяжестью состояния в условиях искусственной вентиляции легких и имеющие установленный мочевой катетер. С учетом повторных исследований из образцов отделяемого дыхательных путей (мокрота, смыв из бронхов, бронхо- альвеолярный лаваж, отделяемое плевральной полости и т. д.) выделено 993 штамма бактерий и микромицет, среди которых доля ГОБ составила 69,2 % (687), ГПБ — 21,9 % (217), микромицет — 9 % (89). Наибольший удельный вес имели изоляты K. pneumoniae (28,6 %), Pseudomonas spp. (17,9 %) и Acinetobacter spp. (15,5 %). За тот же период из образцов мочи было выделено 318 штаммов бактерий и микромицет. Среди них доля ГОБ превысила показатель для дыхательных путей и составила 73,6 % (234), ГПБ —16,7 % (53), микромицет — 9,7 % (31). Наибольший удельный вес, как и при инфекциях дыхательных путей, имели изоляты K. pneumoniae (30,8 %), Pseudomonas spp. (20,8 %) и Acinetobacter spp. (7,9 %) (см. табл. 1). Эти особенности спектра можно объяснить присоединением возбудителей внутрибольничных инфекций [6, 18].

У 15 % пациентов раневая инфекция сопровождалась бактериемией. С учетом повторных исследований из образцов крови было выделено 317 штаммов бактерий, среди них доля ГОБ составила 41 % (130), ГПБ — 55,5 % (176), микромицет — 3,5 % (11). Наибольший удельный вес имели изоляты K. pneumoniae (27,8 %), S. еpidermidis (17,4 %) и S. haemolyticus (13,6 %). При этом не удалось выявить значимых отличий в частоте выделения ведущих возбудителей инфекции кровотока в 2022 г. по сравнению с 2020 г., за исключением более частого выделения коагулазонегативных стафилококков и более редкого — A. baumannii и E. Faecalis (табл. 3).

Таблица 3. Изменение спектра возбудителей инфекции кровотока в 2020–2022 гг., %

Table 3. Variation in the spectrum of bloodstream infection agents in 2020–2022 (in %)

Род и вид возбудителя	2020, n = 558	2022, n = 317	р =
Staphylococcus spp.	25,6	39,1	0,001
Klebsiella pneumoniae	26	27,8	0,562
Acinetobacter baumannii	7,9	3,8	0,017
Pseudomonas aeruginosa	2,9	3,8	0,469
Staphylococcus aureus	4,5	2,5	0,136
Enterococcus faecalis	7,5	3,5	0,017
Candida spp.	4,7	3,5	0,398
Прочие	20,9	16	0,076

Чувствительность к антибиотикам клинических изолятов ГОБ. Вне зависимости от источника выделения чувствительность клинических изолятов Acinetobac- ter spp. к ципрофлоксацину не превышала 10 %, а к ампициллину/сульбактаму, цефалоспоринам 3–4-го поколений, аминогликозидам, карбапенемам и триметоприму/сульфометоксазолу — 20–30 %. Только тигециклин и полимиксин сохраняли 70–90 % активность (рис. 1).

Рис. 1. Чувствительность к антибиотикам клинических изолятов Acinetobacter spp., выделенных из образцов клинического материала

Fig. 1. Antibiotic sensitivity of clinical isolates Acinetobacter spp. isolated from clinical specimens

Штаммы K. pneumoniae были устойчивы к цефалоспоринам 3–4-го поколений, ципрофлоксацину, фосфомицину. 25–30 % активность сохраняли аминогликозиды, карбапенемы, триметоприм/сульфометоксазол. Чувствительность к тигециклину превысила 40 % только для штаммов, выделенных из ран и крови. Изоляты сохраняли 90 % чувствительность только к полимиксину (рис. 2).

Рис. 2. Чувствительность к антибиотикам клинических изолятов K. pneumoniae, выделенных из образцов клинического материала

Fig. 2. Antibiotic sensitivity of clinical isolates K. pneumoniae isolated from clinical specimens

Устойчивость синегнойной палочки, вне зависимости от вида клинического материала, носила экстремальный характер. Чувствительность ко всем исследованным антибиотикам изолятов P. aeruginosa не превышала 20 %. Эффективным против нее был только полимиксин (рис. 3).

Рис. 3. Чувствительность к антибиотикам клинических изолятов P. aeruginosa, выделенных из образцов клинического материала

Fig. 3. Antibiotic sensitivity of clinical isolates P. aeruginosa isolated from clinical specimens

Золотистые стафилококки, выделенные из крови, были чувствительны практически ко всем исследованным антибиотикам, за исключением пенициллина. Это указывает на внебольничный характер заражения. Коагулазоотрицательные Staphylococcus spp., среди которых преобладали S. epidermidis и S. haemolyticus, были значительно более устойчивыми. Так, доля метициллинрезистентных составила 80 %, чувствительными к фторхинолонам были только около 20 % изолятов, гентамицину и клиндамицину — 35 %. Все исследованные штаммы стафилококков были чувствительны к тигециклину, ванкомицину, линезолиду. Клинические изоляты энтерококков, выделенных из крови, также были устойчивыми к фторхинолонам: только 17 % из них сохранили чувствительность к препаратам этой группы. Чувствительность к ванкомицину и линезолиду составила 90 %, тигециклину — 100 %.

Таким образом, исследование спектра и чувствительности к антимикробным препаратам микрофлоры, выделенной из ран, отделяемого дыхательных и мочевыводящих путей, крови раненых на этапе стационарного лечения позволило выявить ведущую роль полирезистентных грам отрицательных бактерий. Установлена лидирующая роль K. pneumoniae в развитии септических осложнений.

Несмотря на то, что способы лечения человечество начало разрабатывать почти одновременно с появлением оружия, необходимость в поиске новых лекарственных средств и принципов терапии инфицированных ран сопровождает все военные конфликты. Причиной неудач в лечении являются биологические свойства возбудителей инфекционных осложнений и их изменение или адаптация к новым химиопрепаратам или способам лечебного воздействия. Устойчивость возбудителей к антибиотикам приводит к длительному течению осложнений и многократным повторным высевам одного и того же возбудителя, что указывает на сложность подбора рациональной антибактериальной терапии [8, 10, 19].

Состав микрофлоры боевых ран постоянно изменяется. Так, во время Первой мировой войны ведущим возбудителем раневых инфекций были бактерии рода Clostridium, Второй мировой войны — стрептококки и S. aureus. Разработка новых способов лечения, в том числе с применением антисептиков и антибиотиков, привела к снижению этиологической роли этих возбудителей, но им на смену в период войн в Корее, Вьетнаме, Ираке, Кувейте и Афганистане пришли грамотрицательные бактерии с преобладанием Acinetobacter baumannii [18–22]. Главной особенностью этих изолятов была множественная устойчивость к антибиотикам. Важным наблюдением со времен Второй мировой войны стало научное обоснование факта нозокомиальной передачи микроорганизмов и участие в этом процессе медицинского персонала: количество выделенных грамотрицательных палочек возрастало со временем, истекающим с момента ранения, то есть происходило изменение спектра микроорганизмов в процессе лечения [8, 11, 14, 15].

Одним из факторов распространения резистентных бактерий среди раненых является длительность и многоэтапность эвакуации. При этом системы лечения раненых «на месте», дренажная система, система рассеивания раненых и больных и система этапного лечения с эвакуацией по назначению могут существовать параллельно и использоваться в зависимости от конкретных условий боевой обстановки [23], но мероприятия, направленные на профилактику инфекционных осложнений, следует начинать с момента получения ранения или поступления раненого в стационар [4, 17, 24]. Внутрибольничная микрофлора стационара во многом определяет тяжесть течения раневого процесса, поэтому определение микроорганизмов, вызывающих раневую инфекцию и сопутствующие инфекционные осложнения, имеет первостепенное значение. Данные о микробном пейзаже ран на протяжении их лечения необходимы для определения тактики антибактериальной терапии и мероприятий инфекционного контроля в лечебных учреждениях. Эта информация может способствовать совершенствованию стратегии борьбы с инфекциями, ослож няющими лечение боевых повреждений.