Общие сведения о грамотрицательных бактериях

Обновлено: 30.09.2022


Для цитирования: Новиков Ю.К. Клиническая значимость грамотрицательных бактерий в пульмонологии. РМЖ. 2007;28:2190.

Введение Окраска по Граму оказалась столь принципиальной, что до настояшего времени используется как основной этиологический тест в микробиологии. Разделение микробов на Гр+ и Гр– достаточно информативно для определения дальнейшей лечебной тактики, тяжести болезни и ее прогноза.

Окраска по Граму оказалась столь принципиальной, что до настояшего времени используется как основной этиологический тест в микробиологии. Разделение микробов на Гр+ и Гр– достаточно информативно для определения дальнейшей лечебной тактики, тяжести болезни и ее прогноза.
Грамотрицательные палочки при патологии респираторного тракта (рис. 1) представлены энтеробактериями (Escherichia, Klebsiella, Proteus), H. influenzae, P. аeruginoza, Legionella pneumophile.
Грамотрицательная микробная флора, несмотря на принадлежность к условно–патогенным микроорганизмам, всегда вызывает тяжелое воспаление в бронхолегочной системе с частой резистентностью к антибактериальным препаратам и высокой смертностью (табл. 1).
Микробиологические и клинические особенности грамотрицательных
бактерий
Патогенность энтеробактерий определяется факторами вирулентности и токсичности. Все энтеробактерии содержат эндотоксин, освобождающийся при гибели клетки. Адгезию на рецепторах чувствительных клеток обеспечивают фимбрии и фимбрилярные адгезины, обладающие специфичностью к клеткам определенных органов и тканей макроорганизма, что обусловлено сродством адгезинов к рецепторным структурам клеток. Колонизация ткани сопровождается продукцией энтеротоксинов и цитотоксинов. Па­то­ген­ность клебсиелл обусловлена капсулой, защищающей бактерию от фагоцитоза, и действием эндотоксина. Вирулентные свойства протея определяются компонентами клеточной стенки, а токсические – связаны с липополисахаридом, относящимся к эндотоксинам. Патогенность H. influenzae связана с липополисахаридом клеточной стенки, обладающим антифагоцитарными свойствами и эндотоксином. Синегнойная палочка имеет фимбрии, обеспечивающие адгезию бактерий к клеткам макроорганизма, продуцирует эндотоксины и ферменты, среди которых экзотоксин А – основной фактор патогенности, обладающий цитотоксическим действием на лейкоцидин, гемолизины, коагулазу, эластазу. Пато­ген­ность синегнойной палочки в значительной степени обусловлена слизью капсулоподобного вещества, защищающего бактерию от фагоцитоза и липополисахаридом клеточной стенки. Пневмонии, вызванные клебсиеллой, характеризуются долевым поражением при слиянии нескольких очагов, инфильтратов, скудной аускультативной симптоматикой, мокротой типа «малинового желе», выраженными воспалительными изменениями в крови, неэффективностью пенициллинов, возбудитель выяв­ляется при посеве и окраске по Граму. Для болезни легионеров характерна сезонность заболеваемости (ав­густ–сен­тябрь), в анамнезе контакт с водной средой, эпидемический характер распространения, диарея, неэффективность b–лактамов; возбудитель выявляется при посеве на специальные среды, по антителам в крови, антигену в моче (рис. 1–5).
Внебольничные пневмонии
Распространенность, микробиология
внебольничных пневмоний
При внебольничных пневмониях наиболее частыми возбудителями являются следующие:
Streptococcus pneumoniae 20–60%
Mycoplazma pneumoniae 1–6%
Hemophilus influenzae 3–10%
Influenza virus 2–15%
Chlamidia pneumoniae 4–6%
Legionella spp. 2–8%
Staphylococcus aureus 3–5%
Грамотрицательная флора 3–10%
В 20–30% наблюдений этиология пневмоний не устанавливается.
На условно–патогенные грамотрицательные бактерии при внебольничных пневмониях приходится не более 10%. В рекомендациях американского торакального общества 2007 года грамотрицательные бактерии упоминаются только в группе тяжелых пневмоний блока интенсивной терапии.
Наиболее значимые микроорганизмы
при внебольничных пневмониях (АТС, 2007 г.)
Тип пациента:
1. Амбулаторный
Streptococcus pneumoniae
Mycoplasma pneumoniae
Haemophilus influenzae
Chlamydophila pneumoniae
Респираторные вирусы
2. Стационарный (не в БИТе)
S. pneumoniae
M. pneumoniae
C. pneumoniae
H. influenzae
Legionella species
Аспирационные
Респираторные вирусы
3. Стационарный (в БИТе)
S. pneumoniae
Staphylococcus aureus
Legionella species
Грамотрицательные бациллы
H. influenzae
Лечение внебольничных пневмоний (АТС, 2007)
Амбулаторные пациенты:
1. Исходно здоровые люди без факторов риска в отношении лекарственно–устойчивого S. pneumoniae (DRSP):
A. Макролиды (азитромицин, кларитромицин или эритромицин) – четкие рекомендации; уровень доказательности I.
Б. Доксициклин (слабые рекомендации; уровень доказательности III).
2. Пациенты с сопутствующими сердечными, легочными, печеночными, почечными, онкологическми заболеваниями; диабетом, алкоголизмом, первичным или вторичным иммунодефицитом; принимающие антибиотики в течение 3–х месяцев и с др. факторами риска по устойчивости пневмококка:
A. Респираторные фторхинолоны (моксифлоксацин, гемифлоксацин или левофлоксацин (750 мг) – четкие рекомендации; уровень доказательности I.
Б. b–лактам плюс макролид (прямые рекомендации; уровень доказательности I). Высокие дозы амоксициллина (например, 1 г 3 раза в сутки) или амоксицил­лин/клавуланат (2 г 2 раза в сутки) как вариант; альтернативно назначается цефтриаксон, цефодоксим и цефуроксим (500 мг 2 раза в сутки); доксициклин (уровень доказательности II) как альтернатива макролидам.
В. В регионах с высокой степенью инфекций (125%), вызванных макролид–устойчивым (MIC 16 мг/мл) S. pneumoniae, обсуждается альтернативное использование антибиотиков (пункт 2 Б) – умеренные рекомендации; степень доказательности III.
3. Госпитализированные в терапевтическое отделение
А. Респираторные фторхинолоны (четкие рекомендации; степень доказательности I).
Б. b–лактам плюс макролид (прямые рекомендации; степень доказательности I). Предпочтительно цефотаксим, цефтриаксон и ампициллин; эртапенем для отдельных пациентов; доксициклин (степень доказательности III) как альтернатива макролидам. Рес­пи­ра­тор­ные фторхинолоны (у пациентов с аллергией на пенициллин).
Повышение резистентности к макролидам ограничивает их назначение в монотерапии только в случае нетяжелой инфекции, у пациентов без факторов риска.
4. Госпитализированные в блок интенсивной терапии
А. b–лактам (цефотаксим, цефриаксон или ампициллин–сульбактам) плюс или азитромицин (степень доказательности II), или фторхинолон (степень доказательности I). Прямые рекомендации (при аллергии к пенициллину могут быть рекомендованы респираторные фторхинолоны и азтреонам).
Б. При инфекции, вызванной Pseudomonas, назначаются антипневмококковые, антипсевдомонадные b–лактамы (пиперациллин–тазобактам, цефепим, имипенем или меропенем) плюс или ципрофлоксацин (Ципринол и др.), или левофлоксацин (750 мг/сут.)
или
b–лактам плюс аминогликозид и азитромицин
или
b–лактам плюс аминогликозид и антипневмококковый фторхинолон (при аллергии к пенициллину, с заменой азтреонамом названных b–лактамов).
(Умеренные рекомендации; степень доказательности III).
В. При метициллинрезистентном Staphylococcus aureus добавляется ванкомицин или линезолид (уме­ренные рекомендации; степень доказательности III).
Таким образом, критерии для выбора антибактериальной терапии чрезвычайно важны: это тяжесть заболевания. Если при легком течении у врача есть время для подбора и определения эффективности антибиотика в течение 3 дней, то при тяжелом состоянии этого времени нет – больной может погибнуть во время длительного подбора антибактериального препарата. Соответственно необходимо назначение комбинации антибиотиков для того, чтобы перекрыть спектр возможных возбудителей, на чем и делается акцент в приведенных рекомендациях.
Госпитальные пневмонии
Флора, встречающаяся при ранних и поздних госпитальных пневмониях (ГП), представлена анаэробами (0–35%) и L. pneumophila (0–10%) из эндогенных источников, водопроводной воды, кондиционеров (табл. 2). M. tuberculosis встречается менее чем в 1% случаев. Как правило, это или эндогенная инфекция, или передача от бацилловыделителя. Из многочисленных вирусов для развития пневмонии имеют значение вирусы гриппа и респираторно–синтициальный вирус (менее 1%). За­ра­жение происходит в основном от пациентов и персонала. Аспергиллы и кандиды встречаются менее чем в 1% случаев, заражение – за счет эндогенного источника или другого пациента, медицинского персонала. Пнев­мо­циста также встречается редко (менее 1%) и имеет те же пути распространения, что и грибы.
Антибактериальная терапия
госпитальных пневмоний
Предлагаемые варианты назначения антибиотиков отличаются между собой по количеству критериев, детализирующих госпитальную ситуацию. Так как возбудители в основном известны, то может быть предложен вариант, когда эмпирически назначаются антибиотики цефалоспоринового ряда (цефтазидим или цефоперазон) или азтреонам в монотерапии. Возможна комбинация цефалоспоринов 3 генерации с аминогликозидами. Если возбудитель известен, то при наличии кишечной палочки, помимо цефалоспоринов 3 генерации, правомерно назначение амоксициллина с клавулановой кислотой. При определении энтеробактера, кроме цефалоспоринов 3 генерации, назначается ципрофлоксацин (Ципринол). Препарат вызывает выраженные морфологические изменения (в т.ч. клеточной стенки и мембран) и быструю гибель бактериальной клетки. Действует бактерицидно на грамотрицательные организмы в период покоя и деления (т.к. влияет не только на ДНК–гиразу, но и вызывает лизис клеточной стенки). Низкая токсичность для клеток макроорганизма объясняется отсутствием в них ДНК–гиразы. На фоне приема ципрофлоксацина не происходит параллельной выработки устойчивости к другим антибиотикам, не принадлежащим к группе ингибиторов гиразы, что делает его высокоэффективным по отношению к бактериям, которые устойчивы, например, к аминогликозидам, пенициллинам, цефалоспоринам, тетрациклинам и многим другим антибиотикам. Резистентность развивается крайне медленно, поскольку, с одной стороны, после действия ципрофлоксацина практически не остается персистирующих микроорганизмов, а с другой – у бактериальных клеток нет ферментов, инактивирующих его.
Ципринол выпускается как в виде пероральной, так и в парентеральной (в/в) формах, что позволяет проводить ступенчатую терапию: сначала препарат вводят в/в, а затем перорально. Это позволяет снизить сроки госпитализации и экономит затраты как стационаров, так и пациентов. При пероральном приеме Ципринол быстро и достаточно полно всасывается из ЖКТ (преимущественно в двенадцатиперстной и тощей кишке). Прием пищи замедляет всасывание, но не изменяет Cmax и биодоступность. Хорошо распределяется в тканях организма (исключая ткань, богатую жирами, например, нервную ткань). Содержание в тканях в 2–12 раз выше, чем в плазме. Терапевтические концентрации достигаются в легочной ткани, бронхиальном секрете.
При высевании синегнойной палочки назначаются тикарциллин или азлоциллин, что не исключает назначения цефтазидима или цефоперазона. При Грам+ флоре обоснованно назначаются тикарциллин, ванкомицин, имипенем–циластин.
Комбинированная терапия основана на сочетании бактерицидных антибиотиков с бактерицидными препаратами и в зависимости от флоры действие цефалоспориновых или пенициллиновых антибиотиков усиливается воздействием на Гр+ флору (клиндамицин, ванкомицин, имипенем–циластин) и на Гр– флору за счет аминогликозидов и фторхинолонов
При возможной легионеллезной пневмонии логично назначение рифампицина.
С учетом тяжести пневмонии, сроков начала (до или после 5 дней в стационаре) и наличия факторов риска эмпирическое назначение антибиотиков может быть детализировано (табл. 3–5).


Контент доступен под лицензией Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Грамотрицательные бактерии


Грамотрицательные бактерии – это бактерии не красящиеся по Граму. По структуре и химическому составу клеточной стенки грамположительные бактерии резко отличаются от грамотрицательных бактерий [3] [1] .

При окрашивании фиксированных клеток бактерий кристаллвиолетом или генцианвиолетом, с последующим протравливанием раствором Люголя, промывкой спиртом, водой и докрашивания 1%-ным водным фуксином грамотрицательные бактерии приобретают красный цвет. Подробнее технология окрашивания описана в статье «Окрашивание бактерий по Граму» [3] [1] .


Клеточная стенка грамотрицательных бактерий

Грамотрицательные бактерии - Клеточная стенка грамотрицательных бактерий

1. Наружная мембрана; 2. Периплазматическое пространство; 3. Муреин; 4. Периплазматическое пространство; 5. Цитоплазматическая мембрана [2] .

Особенности структуры и химического состава клеточной стенки

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий многослойна, толщиной 14–17 нм. Внутренний слой клеточной стенки представлен муреином. На его долю приходится от 1 до 10% ее сухой массы [2] .

Структурные микрофибриллы пептидогликана грамотрицательных бактерий сшиты менее компактно. Поры в их пептидогликановом слое значительно шире, чем в молекулярном каркасе грамположительных бактерий [2] .

Внешний слой клеточной стенки грамотрицательных бактерий (наружная или внешняя мембрана) образован фосфолипидами, липопротеинами и белками [2] .

По строению наружная мембрана характеризуется типичной организацией, характерной для элементарных мембран. Основная фракция наружной мембраны – липиды. Они составляют в среднем 22% сухой массы клеточной стенки [2] .

В наружной мембране находятся трансмембранные белки, которые пронизывают мембрану насквозь. Они представляют собой заполненные водой каналы и гидрофильные поры в липофильной мембране и названы поринами. Существует несколько типов поринов, осуществляющих транспорт через мембрану гидрофильных низкомолекулярных веществ [2] .

Одна из отличительных особенностей грамотрицательных бактерий – отсутствие в клеточной стенке тейхоевых кислот [2] .

Компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий разделены электронно-прозрачным слоем и четко отделены от цитоплазматической мембраны. Пространство между цитоплазматической и наружной мембраной получило наименование – периплазматическое пространство [2] .

В периплазматическом пространстве расположены белки, такие как протеиназы, нуклеазы, периферические белки цитоплазматической мембраны, рестриктазы, пермеазы (связующие белки, участвующие в переносе некоторых субстратов в цитоплазму) [2] .

Грамотрицательных фитопатогенные бактерий

В девятом издании определителя бактерий Берджи грамотрицательные эубактери, имеющие клеточные стенки, относятся к типу Gracilicutes. К их числу принадлежат многие фитопатогенные бактерии:

Грамотрицательные бактерии

Enterobacter Грамотрицательные бактерии

Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллическим фиолетовым при использовании окраски микроорганизмов по методу окрашивания по Граму. По структуре и химическому составу клеточной стенки грамположительные Грамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив. бактерии резко отличаются от грамотрицательных бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .

Строение клеточной стенки грамотрицательных бактерий

Схематическое строение клеточной стенки грамотрицательных бактерий: 1. Наружная мембрана; 2. Периплазматическое пространство; 3. Муреин; 4. Периплазматическое пространство; 5. Цитоплазматическая мембрана.

При окрашивании фиксированных клеток бактерий кристаллвиолетом или генцианвиолетом, с последующим протравливанием раствором Люголя, промывкой спиртом, водой и докрашивания 1%-ным водным фуксином грамотрицательные бактерии приобретают красный цвет.

Особенности структуры и химического состава клеточной стенки

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий многослойна, толщиной 14–17 нм. Внутренний слой клеточной стенки представлен муреином. На его долю приходится от 1 до 10% ее сухой массы.

Структурные микрофибриллы пептидогликана грамотрицательных бактерий сшиты менее компактно. Поры в их пептидогликановом слое значительно шире, чем в молекулярном каркасе грамположительных Грамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив. бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .

Внешний слой клеточной стенки грамотрицательных бактерий (наружная или внешняя мембрана) образован фосфолипидами, липопротеинами и белками.

По строению наружная мембрана характеризуется типичной организацией, характерной для элементарных мембран. Основная фракция наружной мембраны – липиды. Они составляют в среднем 22% сухой массы клеточной стенки.

В наружной мембране находятся трансмембранные белки, которые пронизывают мембрану насквозь. Они представляют собой заполненные водой каналы и гидрофильные поры в липофильной мембране и названы поринами. Существует несколько типов поринов, осуществляющих транспорт через мембрану гидрофильных низкомолекулярных веществ.

Одна из отличительных особенностей грамотрицательных бактерий – отсутствие в клеточной стенке тейхоевых кислот.

Компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий разделены электронно-прозрачным слоем и четко отделены от цитоплазматической мембраны. Пространство между цитоплазматической и наружной мембраной получило наименование – периплазматическое пространство.

В периплазматическом пространстве расположены белки, такие как протеиназы, нуклеазы, периферические белки цитоплазматической мембраны, рестриктазы, пермеазы (связующие белки, участвующие в переносе некоторых субстратов в цитоплазму).

Грамотрицательных фитопатогенные бактерий

В девятом издании определителя бактерий Берджи грамотрицательные Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. эубактери, имеющие клеточные стенки, относятся к типу Gracilicutes. К их числу принадлежат многие фитопатогенные бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. :

Оптимизация эмпирической антибактериальной терапии госпитальных инфекций, вызванных грамотрицательными микроорганизмами


Для цитирования: Яковлев С.В. Оптимизация эмпирической антибактериальной терапии госпитальных инфекций, вызванных грамотрицательными микроорганизмами. РМЖ. 2005;5:278.

Проведение рациональной антибактериальной терапии невозможно без современных знаний об этиологической структуре инфекционных заболеваний и антибиотикорезистентности их возбудителей. На практике это означает необходимость выявления микробиологическими методами этиологического агента инфекции и оценки его антибиотикочувствительности. Только после этого можно обсуждать выбор оптимального антибактериального препарата.

Однако в практической медицине ситуация не так проста, и даже самые современные микробиологические методики часто не в состоянии дать клиницисту быстрый ответ или даже вообще уточнить возбудителя заболевания. В этом случае на помощь приходят знания о наиболее вероятных этиологических агентах конкретных нозологических форм инфекционных заболеваний, спектре природной активности антибиотиков и уровне приобретенной резистентности к ним в данном регионе и конкретном стационаре. Последнее представляется наиболее важным при планировании антибактериальной терапии инфекций в стационаре, где отмечается наиболее высокий уровень приобретенной резистентности, а недостаточная оснащенность микробиологических лабораторий и низкий уровень стандартизации исследований по оценке антибиотикочувствительности не позволяют сформировать реальное представление об эпидемиологической ситуации в медицинском учреждении и разработать взвешенные рекомендации по лечению.
Возросший уровень резистентности госпитальных возбудителей инфекций следует учитывать при планировании антибиотикотерапии. Знание основных тенденций резистентности наиболее важных возбудителей госпитальных инфекций необходимо при выборе антибиотика для конкретного больного, а также при разработке программ эмпирической антибактериальной терапии в стационаре.
В этиологической структуре госпитальных инфекций ведущая роль принадлежит грамотрицательным микроорганизмам. Именно при этих инфекциях наблюдаются наибольшие сложности в выборе адекватного режима антибиотикотерапии, так как для этих возбудителей характерны как множественные и сложные механизмы резистентности, так и формирование полирезистентности в процессе проведения антибиотикотерапии. Проблема осложняется тем, что в рутинной лабораторной практике часто не удается выявить резистентность in vitro, что приводит к ошибочным рекомендациям по выбору адекватного режима терапии.
В современной клинической практике наиболее значимые проблемы антибиотикорезистентности связаны с представителями семейства энтеробактерий и неферментирующих бактерий.
Enterobacteriaceae
В течение многих лет цефалоспорины III поколения рассматривались, как препараты выбора при лечении госпитальных инфекций, вызванных Enterobacteriaceae. Однако в последние годы отмечено существенное увеличение устойчивости энтеробактерий к этой группе антибиотиков. Наиболее важный механизм устойчивости грамотрицательных бактерий к цефалоспоринам связан с продукцией b–лактамаз, причем наибольшую угрозу представляют b–лактамазы расширенного спектра (БЛРС), способные гидролизовать цефалоспорины I–III поколений и частично – цефалоспорины IV поколения. К наиболее распространенным ферментам с хромосомной локализацией генов относятся b–лактамазы класса С (AmpC). Практически важные свойства этих ферментов представлены в таблице 1.
БЛРС локализуются на плазмидах и гидролизуют большинство b–лактамных антибиотиков – пенициллины, цефалоспорины I, II и III поколения (частично – IV поколения) и азтреонам. Кроме того, микроорганизмы, продуцирующие БЛРС, часто устойчивы к другим классам антибиотиков, включая аминогликозиды и фторхинолоны. Таким образом, энтеробактерии, продуцирующие БЛРС, можно определенно отнести к полирезистентным бактериям [1]. Благодаря плазмидной локализации генов распространение БЛРС среди возбудителей инфекционных болезней человека, и прежде всего возбудителей госпитальных инфекций, приняло угрожающий характер.
Продуцентами БЛРС могут быть различные энтеробактерии, но наиболее часто они определяются у Klebsiella spp. и Escherichia coli, реже наблюдаются у Proteus mirabilis, Salmonella enterica. В связи с плазмидной локализацией эти ферменты могут легко передаваться другим энтеробактериям, что объясняет госпитальные вспышки инфекций, вызванных БЛРС–продуцирующими бактериями [2].
Частота БЛРС–продуцирующих возбудителей госпитальных инфекций различается среди медицинских учреждений. В недавно проведенном многоцентровом европейском исследовании было установлено, что 25% штаммов Klebsiella spp. являются продуцентами БЛРС [3]. В других исследованиях было показано, что частота БЛРС–продуцирующих штаммов Klebsiella spp. составляет 21–58% [4,5]. По данным многоцентрового исследования «Micromax», проведенного в отделениях интенсивной терапии стационаров г. Москвы в 1999 г., частота продукции БЛРС у Klebsiella spp. наблюдается в 0–93%, у E. coli – в 8–48% [Сидоренко С.В., 2000]. По данным многоцентрового исследования MYSTIC, в Европе наибольшая частота БЛРС в отделениях реанимации и интенсивной терапии отмечается в России, Польше и Турции.
Штаммы энтеробактерий, продуцирующие БЛРС, наиболее распространены в отделениях интенсивной терапии, неонатальной реанимации, термической травмы, трасплантации.
Практические сложности связаны с тем, что стандартные методы оценки антибиотикочувствительности часто (до 30%) не выявляют этот механизм резистентности, поэтому при выделении энтеробактерий (прежде всего, Klebsiella spp. или E. coli), устойчивых in vitro к одному из тестируемых цефалоспоринов III поколения, следует ожидать, что и другие цефалоспорины III поколения будут не эффективны. Сниженная чувствительность in vitro хотя бы к одному из тестируемых цефалоспоринов III поколения является косвенным признаком продукции БЛРС. Дополнительным аргументом продукции БЛРС является увеличение диаметра зоны подавления роста микроорганизмов в агаре при добавлении к диску с цефтазидимом диска, содержащего клавулановую кислоту [6].
Механизм устойчивости госпитальных штаммов энтеробактерий, связанный с продукцией БЛРС, имеет большое клиническое значение. В многочисленных исследованиях показано, что летальность достоверно выше при инфекциях, вызванных БЛРС–продуцирующими бактериями [1]. В настоящее время установлены факторы, увеличивающие риск инфекции, вызванной БЛРС–продуцирующими бактериями (табл. 2) [7].
Практически важно, что устойчивость штаммов Klebsiella spp. или E. coli – продуцентов БЛРС к цефалоспоринам III поколения часто ассоциируется с устойчивостью к аминогликозидам, иногда – к фторхинолонам. Активность in vitro и клиническую эффективность в отношении этих микроорганизмов могут сохранять ингибитор–защищенные b–лактамы (пиперациллин/тазобактам, цефоперазон/сульбактам), однако наиболее надежным режимом антибактериальной терапии являются карбапенемы – имипенем, меропенем. Так, D. Paterson показал, что чувствительность штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных из крови, составляет 100% для имипенема и меропенема, 80% – для фторхинолонов и цефепима, 60% – для амикацина, в то же время летальность составила 4% при применении карбапенемов, 36% – при применении фторхинолонов, 40% – цефалоспоринов и 50% – защищенных пенициллинов [8]. В другом исследовании также было показано, что летальность при лечении карбапенемами инфекций, вызванных БЛРС–продуцирующими штаммами K. pneumoniae, была существенно ниже по сравнению с другими антибиотиками [9]. Клинически значимых различий между имипенемом и меропенемом в отношении БЛРС не наблюдается.
Данные об эффективности других антибактериальных препаратов в отношении БЛРС (пиперациллин/тазобактам, тикарциллин/клавуланат, цефепим) противоречивы [6]. Наши данные свидетельствуют, что цефепим сохраняет хорошую клиническую и бактериологическую эффективность при лечении нозокомиальной пневмонии, вызванной продуцентами БЛРС [10].
Штаммы микроорганизмов, продуцирующих БЛРС, с высокой частотой демонстрируют ассоциированную устойчивость к антибиотикам других групп. Частота ассоциированной устойчивости к гентамицину может достигать 80%, к ципрофлоксацину 40–60% [11]. В определенной части случаев в связи с эффектом гиперпродукции БЛРС неэффективными при соответствующих инфекциях оказываются и ингибитор–защищенные b–лактамы. В подобной ситуации единственными средствами, сохраняющими высокий уровень эффективности, остаются карбапенемы.
С практической точки зрения важно, что если в медицинском учреждении отсутствуют данные о частоте продукции энтеробактериями БЛРС, назначение цефалоспоринов III поколения при госпитальных инфекциях, вызванных Klebsiella spp. E. coli, нецелесообразно; нецелесообразно назначение цефалоспоринов и при устойчивости Klebsiella spp. или E. coli хотя бы к одному из тестируемых препаратов III поколения. Наиболее надежными антибиотиками в этих ситуациях являются карбапенемы – имипенем или меропенем. В качестве альтернативы возможно использование защищенных b–лактамов или цефепима (оптимально – при установленной к ним чувствительности).
Хромосомные b–лактамазы класса С (АмрС)
Эти b–лактамазы кодируются геном, локализующимся в хромосомах, поэтому в отличие от плазмидных БЛРС обычно не передаются другим энтеробактериям. В то же время они характеризуются индуцибельностью и гиперпродукцией, возникающей на фоне лечения. С феноменом гиперпродукции может быть связана недостаточная эффективность цефалоспоринов или рецидивы инфекции при применении этих препаратов.
Наиболее частыми гиперпродуцентами АмрС b–лактамаз являются Enterobacter spp., Serratia marcescens, Citrobacter freundii, Morganella morganii, P. aeruginosa [1].
Хромосомные b–лактамазы гидролизуют все цефалоспорины (кроме цефепима). Ингибиторы b–лактамаз не активны в отношении этих ферментов, поэтому защищенные препараты не имеют преимуществ. Наиболее надежными антибактериальными средствами в отношении энтеробактерий, продуцирующих АмрС b–лактамазы, являются карбапенемы и цефепим. Чувствительность этих бактерий к фторхинолонам вариабельна.
Неферментирующие
грамотрицательные бактерии
Наиболее важными среди них с клинических позиций являются P. aeruginosa и Acinetobacter spp. Особенностью этих микроорганизмов является непредсказуемый фенотип устойчивости, поэтому наиболее надежный режим терапии может быть выбран на основании данных о чувствительности их in vitro. P. aeruginosa и Acinetobacter spp. редко являются первичными инфекционными агентами (за исключением больных с иммунодефицитом). Инфекции, вызванные этими бактериями, как правило, вторичные, возникающие на фоне применения антибиотиков широкого спектра.
Pseudomonas aeruginosa
Синегнойная палочка является частым возбудителем госпитальных инфекций, особенно в отделениях реанимации и интенсивной терапии. Благодаря способности существовать во влажной среде P. aeruginosa контаминирует разнообразные растворы (в том числе и дезинфектанты), оборудование и поверхности. Следствием широкого распространения P. aeruginosa в госпитальной среде является быстрая колонизация ею слизистых оболочек и кожных покровов пациентов. С практических позиций в отделениях реанимации при выделении P. aeruginosa важно отличать инфекцию от колонизации, так как последняя происходит достаточно быстро: в течение 2–3 дней после интубации или постановки мочевого катетера этот микроорганизм, как правило, начинает выделяться из трахеального аспирата или мочи [12]. Показано, что определенные ситуации повышают риск развития инфекций, вызванных P. aeruginosa (табл. 3).
P. aeruginosa обладает многочисленными факторами вирулентности, причем мощным индуктором системной воспалительной реакции является липополисахарид этого микроорганизма. Для P. aeruginosa характерны различные механизмы устойчивости – гиперпродукция хромосомных b–лактамаз, снижение проницаемости клеточной стенки для антибиотиков, активное выведение препарата из клетки.
Вследствие наличия у P. aeruginosa различных факторов вирулентности инфекции, ею вызываемые, потенциально опасны и обычно характеризуются тяжелым (иногда молниеносным) течением. В частности, приводятся данные о высокой летальности при госпитальной пневмонии у больных на ИВЛ, вызванной P. aeruginosa (50% и выше) [12]. В связи с наличием у P. aeruginosa различных механизмов устойчивости нередки случаи выделения штаммов этого микроорганизма с множественной устойчивостью к большинству, а иногда и ко всем антибиотикам. Поэтому лечение инфекций, вызванных P. aeruginosa, достаточно сложно и малоэффективно без адекватного микробиологического контроля, учитывая плохо прогнозируемую чувствительность этого микроорганизма. Характерной особенностью P. aeruginosa является быстрое формирование устойчивости в процессе лечения, что диктует необходимость проведения комбинированной терапии.
Природную активность против синегнойной палочки проявляют многие антибиотики, однако высокий уровень приобретенной резистентности госпитальных штаммов этого микроорганизма существенно ограничивает спектр потенциально эффективных препаратов. Наблюдаются выраженные вариации в частоте устойчивости P. aeruginosa к различным антибиотикам в разных стационарах. Чувствительность P. aeruginosa к антипсевдомонадным антибиотикам в каждом конкретном случае предсказать сложно. Практически не отмечается резистентности, P. aeruginosa только к полимиксину, однако этот антибиотик в настоящее время малодоступен.
По результатам многоцентровых международных исследований мониторинга резистентности в ОРИТ (SENTRY, MYSTIC), наилучшая чувствительность P. aeruginosa во всех регионах мира отмечается к меропенему и амикацину, несколько меньшая – к пиперациллину, имипенему, цефтазидиму, цефепиму, ципрофлоксацину [13].
В нашей стране в большинстве ОРИТ наименьший уровень устойчивости P. aeruginosa отмечается к цефалоспоринам III–IV поколений (цефтазидим, цефепим), карбапенемам (меропенем, имипенем) и амикацину. По всей видимости, эти препараты и могут рассматриваться в качестве средств выбора при эмпирической терапии псевдомонадной инфекции. Клиническая эффективность антипсевдомонадных цефалоспоринов и карбапенемов сравнима.
Препаратами 1–го ряда при пневмонии на ИВЛ, вызванной P. aeruginosa, в настоящее время остаются антипсевдомонадные цефалоспорины (цефтазидим, цефепим) или пиперациллин/тазобактам; карбапенемы следует рассматривать, как резервные средства при неэффективности препарата первого ряда или устойчивости к ним in vitro [13].
Acinetobacter spp.
Маловирулентный микроорганизм, как правило, не вызывающий суперинфекции у ослабленных или иммунокомпрометированных больных, получающих длительную антибактериальную терапию, на фоне которой происходит элиминация чувствительных микроорганизмов и селекция устойчивых штаммов Acinetobacter, проявляющих устойчивость к большинству антибиотиков. Прогнозировать эффективность антибактериальных препаратов в случае выделения этих микроорганизмов сложно, лечение должно проводиться с учетом чувствительности. Для этого микроорганизма характерно также развитие устойчивости к антибиотикам на фоне лечения.
Наиболее надежными средствами при инфекции, вызванной Acinetobacter spp., являются карбапенемы – имипенем и меропенем, а также комбинированные препараты пенициллинов и цефалоспоринов с сульбактамом – ампициллин/сульбактам, цефоперазон/сульбактам (за счет собственной активности сульбактама в отношении Acinetobacter). Эффективность других режимов терапии (цефтазидим + амикацин, цефепим, ципрофлоксацин) менее надежна.
Заключение
Таким образом, в современных условиях знание основных тенденций антибиотикорезистентности возбудителей госпитальных инфекций является определяющим в выборе адекватных программ этиотропной и эмпирической антибактериальной терапии. С учетом обсужденных наиболее важных механизмов резистентности грамотрицательных возбудителей госпитальных инфекций можно сформулировать рациональные рекомендации по выбору антибактериального препарата для этиотропной терапии. Исходя из этих рекомендаций можно проводить планирование эмпирической антибактериальной терапии. Причем в последние годы с учетом глобального распространения в ОРИТ полирезистентных штаммов грамотрицательных бактерий наиболее надежными средствами эмпирической терапии госпитальных инфекций, особенно тяжелых и жизнеопасных, являются карбапенемы.

Литература
1. Nathisuwan S, Burgess DS, Lewis JS. Pharmacotherapy 2001; 21 (8): 920–8.
2. Knothe H, Shah P, Kremery V, et al. Infection 1983; 11: 315–7.
3. Babini GS, Livermore DM. J Antimicrob Chemother 2000; 45: 183–9.
4. Fluit AC, Jones ME, Schmitz FJ, et al. Clin infect Dis 2000; 30: 454–60.
5. Gunseren F, Mamikoglu L, Ozturk S, et al. J Antimicrob Chemother 1999; 43: 373–8.
6. Paterson DL. Curr Opin Infect Dis 2001; 14: 697–701.
7. Rahal JJ. Clin Microb Infect 2000; 6 (Suppl 2): 2–6.
8. Paterson DL. [abstract]. 21st ICC, Birmingham, 1999.
9. Schiappa DA, Hayden MK, Matushek MG, et al. J infect Dis 1996; 174: 529–36.
10. Romashov O, Yakovlev S, Sidorenko S, Berezin A. 14th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. Prague, Czech Republic, 1–4 May 2004. Abstract P751.
11. Andes D., Craig W.A. [Abstract]. 41th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, December 2001.
12. Pollack M. Pseudomonas aeruginosa. In: Principles and Practice of Infectious Diseases, 4th ed. (Ed. By Mandell GL, Bennett JE, Dolin R). Churchill Livingstone, London, UK, 1995. – pp.1980–2003.
13. Giamarellou H. J Antimicrob Chemother 2002; 49: 229–33.


Контент доступен под лицензией Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЗМОВ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ.

1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный медицинский университет"

4 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Известно, что многие грамотрицательные бактерииявляются условно-патогенными микроорганизмами, вызывающими серьезные заболевания человека. Грамотрицательные бактерии считаются метаболически разнообразными организмами, благодаря чему они легко приспосабливаются к различным условиям среды. Инфекции, возбудителями которых являются данные микроорганизмы, трудно поддаются лечению из-за значительной множественной лекарственной устойчивости. Резистентность к антибиотикам приводит к снижению эффективности лекарственной терапии. Изучение устойчивости грамотрицательных бактерий к лекарственным средствам способствует пониманию механизмов возникновения резистентности к антибиотикам и позволяет разрабатывать новые лекарственные средства, которые будут обладать свойствами, нарушающими данные механизмы устойчивости или обходить их.

Механизмы устойчивости грамотрицательных бактерий.

Как известно, резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть достигнута с помощью разнообразных внутренних и приобретенных механизмов. Сохранение детерминант устойчивости в геноме на протяжении сотен поколений возможно благодаря пластичности генетического аппарата и способности бактерий обмениваться генами [1].

Внутренняя резистентность грамотрицательных бактерий контролируется естественными генами, расположенными в бактериальной хромосоме, и вызывается физико-химическими свойствами клеток микроорганизма. Устойчивость к антибиотикам возникает вследствие непроницаемости клеточной оболочки лекарственными средствами благодаря входящим в состав внешней мембраны клетки липополисахаридных и пориновых компонентов. Низкая проницаемость мембраны приводит к недоступности или ограничению мишени действия антибиотика у микроорганизмов, что и вызывает резистентность к действию препаратов. [1].

Приобретенная резистентность грамотрицательных бактерий вызывается при возникновении в генах, кодирующих мишень действия антибиотиков, определенных мутаций, способствующих приобретению ранее отсутствовавшего признака устойчивости. Особенностью данного механизма резистентности является возможность переноса подвижных детерминант устойчивости через мобильные генетические элементы. В результате произошедших в геноме мутаций отдельные штаммы грамотрицательных бактерий приобретают свойства сохранять жизнеспособность при воздействии определенных антибиотиков. Важно, что часто появление у микроорганизмов приобретенной резистентности не обязательно сопровождается снижением клинической эффективности антибиотика, так как формирование устойчивости обусловлено генетически [1].

Механизм устойчивости, основанный на модификации мишени действия

Мишенями действия у грамотрицательных бактерий к β-лактамам являются ферменты, представляющие собой пенициллин связывающие белки, которые также участвуют в синтезе клеточной стенки. Модификация мишени действия происходит при возникновении в генах, кодирующих структуру мишеней действия, спонтанных мутаций, которые в первую очередь ведут к нарушению строения ферментов. В результате у пенициллин связывающих белков уменьшается сродство к β-лактамам, что ведет к снижению клинической эффективности лекарственных препаратов. [2].

Механизм устойчивости, связанный с нарушением клеточной оболочки

Механизм нарушения проницаемости оболочки микробной клетки распространен в основном среди грамотрицательных бактерий. Низкий транспорт β-лактамов внутрь клетки через внешнюю мембрану происходит вследствие не прохождении молекул лекарственных препаратов через липополисахаридный слой. Распространенной модификацией липополисахаридного слоя, приводящей к устойчивости к антибиотику полимиксину B у грамотрицательных бактерий, является модификация липида A, входящего в структуру мембраны, с помощью положительно заряженного фрагмента 4-амино-4-дезоксиарабинозы (Ara4N. Присутствие Ara4N эффективно снижает чистый отрицательный заряд клеточной оболочки, тем самым уменьшая проникновение катионных антимикробных средств, таких как полимиксины [3].

Как известно в состав внешней мембраны грамотрицательных бактерий также входят белки-порины, представляющие собой воронкообразные транспортные структуры. Главная их задача состоит в осуществлении транспорта антибиотиков к мишеням действия клетки. К снижению чувствительности организмов к β-лактамным антибиотикам приводит в частности полная или частичная утрата поринов, возникающая в результате происходящих в геноме мутаций. Белки-порины теряют свои транспортные свойства и перенос молекул лекарственного препарата к мишеням действия не осуществляется, что и приводит к возникновению резистентности у бактерий [4].

Механизм устойчивости, основанный на системе выведения веществ из клетки

Еще одним эффективным механизмом устойчивости бактерий является активное выведение антибиотиков, в частности β-лактамов, из клетки с помощью систем эффлюкса. Существует шесть разновидностей эффлюкс систем, которые кодируются бактериальным геномом. Многие бактерии кодируют в своем геноме сразу несколько семейств систем эффлюкса, среди которых насосы t he resistance nodulation cell division (RND) family имеют особое значение. Способность данного семейства насосов охватывать всю клеточную оболочку приводит к повышенному уровню устойчивости за счет возникновения общего механизма защиты между барьером проницаемости внешней мембраны клетки и транспортом веществ во внеклеточную среду. Данный механизм обеспечивает в первую очередь природную устойчивость микроорганизмов к лекарственным средствам [4].

Ферментативная инактивация антибиотиков

Ферментативная инактивация антибиотика бактериальными ферментами один из наиболее распространенных и эффективных механизмов устойчивости грамотрицательных бактерий к β-лактамным антибиотикам. Инактивация происходит в результате гидролиза ферментами микроорганизмов β-лактамазами одной из связей β-лактамного кольца препарата. Данный механизм резистентности к антибиотикам возможен только среди грамотрицательных бактерий, продуцирующих β-лактамазы, которые способные гидролизовать пенициллины, цефалоспорины и другие антибиотики [5].

Появление устойчивости к антибиотикам и другим лекарственным препаратам у грамотрицательных бактерий создает ряд проблем в лечении инфекционных заболеваний, вызванных этими организмами, и в дальнейшем может привести к серьезным последствиям, например, переходу инфекций в хроническое состояние. Понимание механизмов возникновения резистентности у бактерий поможет в разработке новых лекарственных препаратов, способных подавлять патологическое действие данных организмов, и повысит качество лечения заболеваний.

Списоклитературы :

1. Rhodes K. A., Schweizer H. P. Antibiotic Resistance in Burkholderia Species. Drug Resist Updates. 2016. Vol. 28, № 9. P. 82 – 90.

2. Blair J.M., Webber M.A., Baylay A.J., Ogbolu D.O., Piddock L.J. Molecular mechanisms of antibiotic resistance. Nature reviews microbiology. 2015. Vol 13, № 1. P. 42.

3. Loutet S. A., Valvano M. A. Extreme antimicrobial peptide and polymyxin B resistance in the genus Burkholderia. Front Microbiol. 2011. Vol 2.

4. Fernandez L., Hancock R. E. Adaptive and mutational resistance: role of porins and efflux pumps in drug resistance. Clin Microbiol Rev . 2012. № 25. P. 661 – 681.

5. Бисекенова А. Л., Рамазанова Б. А., Адамбеков Д. А., Бекболатова К. А. Молекулярные механизмы резистентности грамотрицательных микроогранизмов – возбудителей инфекций к бета-лактамным антибиотикам. Вестник КазНМУ. 2015. №3. С. 223 – 227.

Читайте также: