Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ANTIBIOTIC RESISTANCE OF PERIIMPLANT INFECTION AGENTS

Gordinskaya N.A. 1 Mitrofanov V.N. 1 Komarov R.N. 1 Sabirova E.V. 1 Abramova N.V. 1
1 Federal State Budgetary Institution «Privolzhsky Federal Research Medical Centre» of the Ministry of Health of the Russian Federation
Анализ возбудителей периимплантной инфекции показал значительное многообразие и ведущую этиологическую роль стафилококков, составляющих практически 2/3 всей выделенной микрофлоры. Молекулярно-генетическими исследованиями выявлено наличие mec A гена у каждого третьего стафилококка. Фенотип метициллинрезистеных стафилококков обнаружен как среди золотистых, так и среди коагулазонегативных штаммов. Среди грамотрицательных бактерий выделялись ферментирующие (Klebsiella oxitoca, Enterobacter cloacae) и неферментирующие палочки (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii). Два выделенных штамма энтеробактерий продуцировали β-лактамазы расширенного спектра и были чувствительны только к карбапенемам. Ацинетобактеры (два штамма Acinetobacter baumanii из трех выделенных) являлись носителями гена ОХА-40 подобных карбапенемаз, проявляя чувствительность только к карбапенемам и тигециклину. Псевдомонады были чувствительны к аминогликозидам, цефалоспоринам и карбапенемам. Энтерококки (3 штамма) были чувствительны ко всем антибактериальным препаратам.
The analysis of periimplant infection agents showed a leading etiological role of staphylococci, accounting for 2/3 of all isolated microflora. Molecular genetic research revealed the presence of mecA gene in every third staphylococcus. The phenotype of methicillin-resistant staphylococci was found both in aureus and coagulase-negative strains. Among the Gram-negative bacteria the fermenting (Klebsiella oxitoca, Enterobacter cloacae) and non-fermentative bacillus (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii) were separated (isolated). Two isolated enterobacteria strains produced extended-spectrum β-lactamases and were susceptible to carbapenems only. Acinetobacters (two strains of Acinetobacter baumanii in three isolated strains) were carriers of ОХА-40-like carbapenemase gene. Pseudomonas were sensitive to aminoglycosides, cephalosporins and carbapenems. Enterococci (3 strains) were susceptible to all antimicrobial drugs.
ОХА-40 carbapenemases.
extended-spectrum β-lactamases
mecA gene
antibiotic resistance
paraendoprosthetic infection

Актуальность. На протяжении последних десятилетий операции эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов занимают ведущее место в лечении дегенеративных заболеваний и последствий травматических повреждений суставов [1; 9]. В то же время многочисленные научные исследования последних лет свидетельствуют о том, что проблема инфекционных осложнений при эндопротезировании крупных суставов сохраняет высокую актуальность. Эти осложнения требуют многоэтапного лечения с выполнением хирургических вмешательств, что сопровождается длительностью госпитализации больных и делает их лечение дорогостоящим [4, 6].

Частота выявления возбудителей периимплантной инфекции у пациентов с эндопротезированием тазобедренного сустава по данным литературны составляет 1-4% [3, 5, 8]. После ревизионных операций частота обнаружения возбудителей инфекционных процессов достигает 7,8% [7].

В этиологии периимплантной инфекции существенное значение имеют антибиотико-резистентные возбудители, являющиеся, как правило, внутрибольничными штаммами. Показано, что присутствие импланта в организме человека многократно снижает минимальную дозу микроорганизмов, необходимую для развития инфекционного процесса [10].

Целью настоящего исследования было изучение структуры микроорганизмов-возбудителей периимплантной инфекции и определение уровня их антибиотикорезистентности для оптимизации антибиотикопрофилактики при ревизионном эндопротезировании.

Материал и методы. В работе проанализирована микрофлора, выделенная у пациентов с инфекцией после первичного эндопротезирования, лечившихся в Нижегородском НИИ травматологии и ортопедии  в 2011-2013 гг.  Всего выделено 28 микроорганизмов.

Видовая идентификация микрофлоры проводилась на анализаторе iEMS Reader FM (Labsystems, Финляндия) c помощью набора тест-систем (Lachema, Чехия). Антибиотикорезистентность оценивалась диско-диффузионным методом на агаре Мюллера-Хинтон с помощью сенси-дисков (BioRad, Англия) в соответствии с методическими указаниями 4.2.1890-04 [2].

Детекцию бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС) проводили с помощью Е-тестов с цефтазидимом и цефтазидимом/клавуланатом (BioMerieux, Франция) по инструкции. Для сравнения зоны задержки роста использовали штамм E.coli АТСС 25922, не продуцирующий бета-лактамазы и штамм E.coli АТСС 700603, продуцирующий БЛРС.

Наличие mec A гена стафилококков определяли методом полимеразноцепной реакции. Амплификация проводилась на приборе «Rotor Gene 6000» в соответствии с методическими указаниями к набору «АмплиСенс MRSA-скрин-титр-FL» (ФБУН ЦНИИЭ, Россия). Детекция продуктов амплификации проводилась в режиме реального времени. Выявление генов ОХА-карбапенемаз (группы ОХА-23, ОХА-58 и ОХА-40 подобных) и  видоспецифических (ген ОХА-51) β-лактамаз Acinetobacter baumanii осуществляли методом ПЦР с гибридизационно-флюоресцентной детекцией продуктов амплификации в режиме «реального времени».

Анализ видового состава микрофлоры и устойчивости к антибактериальным препаратам осуществляли с помощью компьютерной программы «Микроб-автомат».

Результаты и обсуждение.

Результаты анализа микрофлоры показали, что при развитии периимплантной инфекции наиболее часто выделяются стафилококки (таб.1).  

Таблица 1

Видовая структура возбудителей парапротезной инфекции (число штаммов)

Название

количество

S.aureus

10

CoNS

9

E.faecalis

3

A.baumanii

3

K.oxitoca

1

P.aeruginosa

1

E.cloacae

1

 

Более половины, точнее 19 из 28 выделенных микроорганизма, - это стафилококки, среди которых было 10 коагулазоположительных (S.aureus) и 9 коагулазоотрицательных (CoNS) штаммов.  Проведенные молекулярные исследования показали, что каждый третий стафилококк-возбудитель периимплантной инфекции, является носителем mecA гена, кодирующего продукцию дополнительного пенициллинсвязывающего белка (3 штамма метициллинрезистентных золотистых - MRSA и 3 штамма метицилленрезистентных коагулазонегативных - MRCoNS стафилококка), что фенотипически проявляется полирезистентностью к антибактериальным препаратам и требует для эрадикации возбудителя и купирования инфекции назначения особенной антибактериальной терапии.

У двух пациентов были выделены энтеробактерии - Enterobacter cloacae  и Klebsiella oxitoca. Оба штамма оказались продуцентами бета-лактамаз расширенного спектра, были резистентны ко всем цефалоспоринам и умеренно резистентны к ингибиторзащищенным препаратам (таб. 2).  

Таблица 2

Резистентность энтеробактерий (S-чувствительный, R-резистентный)

Антибиотик\микроорганизм

Enterobacter cloacae 

Klebsiella oxitoca

Цефокситин

R

R

Цефотаксим

R

R

Цефтазидим

R

R

Цефтриаксон

R

R

Цефуроксим

R

R

Цефепим

R

R

Цефоперазон/сульбактам

I

I

Нетилмицин

S

S

Имипенем

S

S

Меропенем

S

S

Дорипенем

S

S

Пиперациллин/тазобактам

I

I

 

Карбапенемы были активны в отношении энтеробактера и клебсиеллы.

Кроме энтеробактерий среди грамотрицательных палочек было три штамма ацинетобактерий. Молекулярно-генетические исследования подтвердили видовую принадлежность  выделенных ацинетобактеров, все три штамма обладали видоспецифическим геном ОХА-51, следовательно, принадлежали к виду  Acinetobacter baumanii. Два штамма проявили наличие гена ОХА-40 подобных карбапенемаз, фенотип резистентности Acinetobacter baumanii представлен в таблице 3.

Таблица 3

Резистентность ацинетобактеров

Антибиотик\микроорганизм

A. baumanii ОХА-40 (+)

A. baumanii ОХА-40 (-)

Ампициллин/сульбактам

R

I

Цефоперазон/сульбактам

R

R

Тикарциллин/клавуланат

R

R

Цефтазидим

R

R

Цефепим

R

R

Пиперациллин/тазобактам

R

R

Нетилмицин

R

S

Имипенем

S

S

Меропенем

S

S

Дорипенем

I

S

Тигециклин

S

S

 

В целом выделенные ацинетобактеры являются полирезистентными и чувствительны только к карбапенемам и тигециклину. Однако, штаммы, продуцирующие карбапенем гидролизующие ОХА-40 подобные β-лактамазы отличаются максимальной резистентностью, проявляя  устойчивость к нетилмицину и дорипенему.

Небольшое количество микроорганизмов не дает возможности определить истинное соотношение числа резистентных и чувствительных штаммов в этиологии периимплантной инфекции, вместе с тем, результаты детекции генов, кодирующих продукцию тех или иных ферментов, обуславливающих устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам, свидетельствует  о необходимости «особых» протоколов антибиотикотерапии при ревизионном эндопротезировании.

Выводы:

1. Возбудители периимплантной инфекции нередко обладают фенотипом полирезистентных госпитальных микроорганизмов. Из 28 проанализированных микроорганизмов у 10 штаммов выявлены различные гены антибиотикорезистентности.

2. Полирезистентность к антибактериальным препаратам характерна как для грамположительных, так и для грамотрицательных бактерий. Метициллинрезистентные стафилококки с равной частотой обнаружены среди золотистых и среди коагулазонегативных видов.

3. Выделенные энтеробактерии и ацинетобактерии продуцируют различные  β-лактамазы.

4. Для лечения периимплантной инфекции необходимо тщательное микробиологическое обследование с привлечением молекулярно-генетических методов для назначения адекватной антибактериальной терапии.

Рецензенты:

Королев С.Б., д.м.н., заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии им.М.В.Колокольцева, ГБОУ ВПО «НижГМА» Минздрава России, г. Нижний Новгород;

Малышев Е.С., д.м.н., профессор кафедры хирургии ФКПВ (курс травматологии и ортопедии) НижГМА Минздрава России, г. Нижний Новгород.