Несмотря на немалое количество сообщений об изучении активности антимикробных средств, часто нелегко получить достоверные данные об устойчивости бактерий к дезинфектантам (ДС). Это связано с ограниченным числом тестируемых штаммов, а также применением разнообразных методик диагностики резистентности к биоцидам в разных странах. Взаимосвязь между устойчивостью invitro и неэффективностью ДС также остается спорным вопросом. В то же время распространение устойчивых микроорганизмов к антимикробным средствам, несомненно, способно повышать уровни летальности, заболеваемости и экономические затраты в медицинских учреждениях. В последнее время официальные документы всё чаще призывают по возможности сокращать использование биоцидов, улучшать политику их применения, оптимизировать инфекционный контроль и разрабатывать инновационные ДС. Доказательства о том, что улучшенные процедуры применения антимикробных средств могут снижать показатели резистентности, имеются не в полном объеме. Цель исследования: критическая оценка и обобщение данных о распространенности устойчивости бактерий к действующим веществам антисептиков и ДС путем проведения систематического обзора публикаций, содержащих результаты оригинальных исследований. Указанные микроорганизмы выбраны как ведущие возбудители инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП). Кроме того, в силу известных микробиологических особенностей логично ожидать различия в степени резистентности к определенным ДС [1,2].
Методология поиска. В период 2013–2015 года осуществлялся поиск информации по ключевым словам в электронных базах данных PubMed, e-library.ru, TRIP, без ограничений по языку и дате публикации. Критерии отбора: эпидемиологические исследования (клинические испытания, когортные, перекрестные исследования, исследования до-после и др). Основной критерий: наличие и распространенность генов резистентности (напр., генов smr, qac A,B,C,G,H для четвертичных аммониевых соединений) (ЧАС).
Кроме того, мы обращали внимание на источники, содержащие информацию следующего типа: сравнение минимальных ингибирующих концентраций (МИК) изучаемых культур с таковыми для тест-штаммов микроорганизмов; количественная оценка устойчивости штаммов к ДС среди изучаемых культур. В отношении нескольких публикаций для выяснения деталей эксперимента мы вели переписку с авторами этих работ.
Были определены следующие критерии исключения: повторные публикации, содержащие сходные данные; публикации исследований, представляющие информацию только о резистентности указанных микроорганизмов к антибиотикам; документы, в которых приводилась только оценка методов определения чувствительности к ДС на основе тест-штаммов микроорганизмов. Критериями качества исследований, включенных в настоящий систематический обзор, являются четкое описание методики определения чувствительности бактерий к ДС, а также наличие в тексте цифровых данных, а именно – точное указание на объем выборки, количество чувствительных и устойчивых культур и т.п. Под устойчивостью (естественной и приобретенной) бактерий понимали свойство микробов противостоять повреждающему действию механических, физических и химических факторов [2]. При выполнении поиска использовались следующие термины (одиночные и в сочетании с другими терминами): bacterial resistance, susceptibility, biocide, disinfectant, resistancegene, minimal inhibitory concentration, antiseptic, staphylococcusaureus, pseudomonasaeruginosa, еnterococcus, klebsiella, enterobacter, acinetobacter, chlorhexidine, triclosan, quaternary ammonium compound, benzalkonium. В отобранных публикациях объектами исследования выступали культуры микроорганизмов, полученные от пациентов и из внешней среды. Просмотр результатов исследований и извлечение данных проводились независимо двумя авторами. Структура поисковых запросов информации была выстроена по следующему принципу, например:
- в базах данных PubMed: ((resistance[ti] AND ("disinfectants" [Pharmacological Action] OR "disinfectants"[MeSH Terms] OR "disinfectants"[All Fields] OR "biocide"[All Fields])) AND ("staphylococcus aureus"[MeSH Terms] OR ("staphylococcus"[All Fields] AND "aureus"[All Fields]) OR "staphylococcus aureus" [All Fields])) AND "staphylococcus aureus" [MeSH Terms].
Результаты и обсуждение. Установлено, что использованные нами электронные ресурсы содержали достаточно ограниченное число описаний оригинальных исследований, посвященных изучаемой проблематике. Несколько публикаций не соответствовали критериям включения. Также ряд ссылок и URL-адресов на момент проведения данного исследования не функционировали, хотя и были проиндексированы в выбранных нами биомедицинских базах данных.
Хронологические рамки публикаций, вошедших в исследование, по изучению устойчивости Klebsiellaspp – 1980–2013 гг., P. aeruginosa – 1972–2011 гг., Acinetobacterspp – 1987–2014 гг., S. aureus – 1960–2013 гг., Enterococcusspp – 1990–2014 гг. В данный систематический обзор вошло всего 111 работ, удовлетворявших условиям поиска (распределение публикаций по видам микроорганизмов показано на схеме). В PubMed было найдено более 60 % вошедших в настоящую работу исследований. Анализ опубликованных работ показал, что подходы исследователей к оценке устойчивости микроорганизмов к ДС и стиль представления данных постоянно менялись: количественная оценка резистентных штаммов (абсолютные числа и доля от общего числа культур), определение МИК и минимальных бактерицидных концентраций. Ключевым моментом стало выявление и оценка распространенности генов устойчивости к ДС. Более того, часто авторы при оценке устойчивости ориентировались на взаимодействие биоцида с бактериальными составляющими биопленок. В ряде публикаций вывод об отсутствии устойчивости микроорганизмов к ДС был сделан по факту выявляемого снижения контаминации объектов внешней среды, а также уменьшения степени колонизации пациентов.
Проведенный систематический обзор публикаций позволил извлечь из них данные по большому количеству торговых марок ДС или в ряде случаев – в отношении активно действующих веществ. В то же время данные по чувствительности/устойчивости бактерий к ним достаточно противоречивы. Спектр протестированных субстанций включал в себя ЧАС, спирты, бигуаниды, тяжелые металлы, хлор- и кислородсодержащие ДС. Например, больше всего исследований было посвящено вопросам изучения устойчивости микроорганизмов к хлоргексидинабиглюконату, ЧАС и бензалкония хлориду: 39, 22 и 19 работ соответственно. Триклозан был объектом изучения в меньшем числе исследований (6 публикаций). Указанные ДС, как известно, активно применяются в медицинских организациях различного типа, входят в рецептуры многих торговых марок, оттого интерес к ним вполне закономерен.
Данные нашего систематического обзора позволяют говорить о различиях в методологических подходах к изучению чувствительности всех выбранных нами микроорганизмов к различным биоцидам. Нами сделан акцент на систематизации и критической оценке сведений о распространении генов резистентности к ЧАС: qacA,B,C,Z,E,ED1 и smr. Отметим, что особенности распространения гена smr были описаны только в шести работах. Несмотря на небольшое количество публикаций по этому вопросу (всего 17), в настоящее время исследование устойчивости к ДС на молекулярном уровне становятся крайне важными, наряду с традиционно осуществляемой в разных странах большой работой относительно антибиотиков.
S. aureus традиционно рассматривается как неотъемлемый компонент молекулярно-генетических исследований, проводимых в рамках эпидемиологического надзора за стафилококковой инфекцией. Характер распространенности генов qac в популяции стафилококков был изучен в 8, а гена smr – в 5 работах. В подавляющем количестве публикаций как объекты исследования авторами рассматривались MRSA, что объясняется их значимостью в возникновении ИСМП. Обращает на себя внимание разброс полученных в них показателей. Так, по данным разных авторов, гены qacA/B суммарно выявлялись в 0,7–94,6 % исследованных культур S.aureus. В отношении только MRSA от 2,1 до 94,6 % подобных вариантов стафилококка являлись носителями указанных генов. Обобщая информацию о представленности разных генов устойчивости к ЧАС из группы qac, у нас появляются основания говорить о гетерогенности показателей: от полного отсутствия (показательный пример с qacG) до наличия на высоком уровне. Распространенность гена smr находилась на достаточном уровне, при этом он идентифицирован в 3,6–44,2 % стафилококков. Ожидаемым результатом стала также широкая распространенность qacA, хотя показатели существенно варьировали (от 0,6 до 33,7 %). В то же время, более низкой она была для qacС (5,3–10,8 %), qacН (3,3–7,1 %), а также для гена qacВ (1,5 %).
Несмотря на доказанное этиологическое значение энтерококков во внебольничной и госпитальной патологии человека, обращает внимание сравнительно небольшое число опубликованных работ по проблеме, обозначенной в нашем систематическом обзоре. Кроме того, важно отметить наличие у авторов в разных странах отличающихся подходов к оценке устойчивости этого микроорганизма к ДС и антисептикам. Установлено, что в двух работах целью исследования послужило изучение распространенности генов резистентности к биоцидам. Как и в случае со стафилококками, нами фиксировалась неоднородность представленных показателей. В частности, гены qacA/B обнаружены лишь в 0,4 % (2/473 протестированных E. faecalis). Ген smr также был обнаружен у единичных культур исследованных штаммов E. faecalis (у 2 штаммов; 0,2 %), которые проявляли устойчивость к дидецилдиметиламмония хлориду. Авторы отмечали, что гены выявлялись как у клинических штаммов (из образцов фекалий, гемокультуры), так и внешней среды (крупный рогатый скот, сыр). В штаммах, изолированных из мяса и мясных продуктов, указанных структур не было найдено [4]. Для сравнения, среди энтерококков ген qacZ был обнаружен в существенно большем количестве случаев – 52 % (n=73). При этом авторами отмечалось наличие у микроорганизма резистентности к бензалкония хлориду. Надо сказать, что данная публикация является одной из немногих, посвященных вопросам изучения данного малоизвестного гена устойчивости. Рассматриваемая работа, по сути, является первым сообщением об изучении механизмов устойчивости Enterococcusspp к биоцидам [5]. Безусловно, эпидемиология подобных генов среди популяции энтерококков (в том числе VRE) требует дальнейшего изучения. Информация о других генах резистентности к ДС, в отношении которых нами производился информационный поиск, не содержалась в обнаруженных публикациях. Отметим, что в одном из найденных источников шла речь о важности изучения распространения гена ace у данных бактерий [7].
Среди возбудителей ИСМП из семейства Enterobacteriaceae особый интерес у ученых вызывают штаммы Klebsiellaspp, являющиеся продуцентами β-лактамаз расширенного спектра действия (БЛРС). В ходе выборочных исследований при изучении резистентности клинических штаммов K. pneumoniae к бензалконию ген qacDE1 обнаруживался в диапазоне от 53,1 до 68,0 % [9]. В одном исследовании давалась оценка распространенности другого важного гена – qacE, который идентифицирован в 1,6 % случаев (1/64). Авторами высказано предположение, что данный механизм способствовал формированию устойчивости бактерии к двум компонентам биоцида торговой марки Trigene, относящимся к ЧАС (бензалконий, додециламин-сульфат). При проведении систематического обзора были получены публикации, посвященные обнаружению среди клебсиелл гена cepA, распространенность которого находилась на высоком уровне, составив 87,5 % [3].
Количество публикаций по изучению устойчивости Enterobacterspp, удовлетворявшихся критериям включения, было намного меньше по сравнению с другими рассматриваемыми микроорганизмами. В работах, посвященных распространению генов устойчивости к ДС, главным образом поднимались вопросы наличия у бактерий гена qacDE1. По обобщенным данным, он обнаруживался у клиническим штаммов Enterobacterspp в достаточном количестве, с колебаниями от 55 до 100 % случаев.
Неферментирующие грамотрицательные бактерии (НГОБ) неизменно являются объектами изучения чувствительности к антибиотикам. В то же время в настоящий момент крайне мало количество публикаций по оценке вклада различных механизмов в формирование устойчивости к ДС и антисептикам. На момент проведения нашего обзора из баз данных была извлечена одна публикация с описанием результатов подобного исследования на малой выборке. В нем у нескольких клинических штаммов Acinetobacterspp, изолированных в ожоговых центрах, присутствовали гены qacE (2/5) и qacDE1 (практически у всех изученных штаммов – 4/5). Авторы отмечают меньшее количество ацинетобактеров-носителей подобных генов по сравнению с синегнойной палочкой, выделенной ими в тех же условиях [8]. Важно отметить, что в подавляющем количестве публикаций, касающихся устойчивости НГОБ к ДС, обычно приводится описание того или иного механизма резистентности без количественной оценки распространенности возможных генов устойчивости в конкретной популяции.
В настоящее время ЧАС находят широкое применение в здравоохранении и различных отраслях народного хозяйства (в частности, пищевой промышленности). Полярность таких биоцидов обусловлена наличием у них поверхностно-активных свойств, отсутствие коррозирующего действия на обрабатываемые предметы, а также относительно низкой токсичностью. В то же время практика использования ДС на основе ЧАС требует проведения эпидемиологического и микробиологического мониторинга ввиду доказанного риска быстрого формирования к ним устойчивости у бактерий. Понимание молекулярных механизмов формирования устойчивости к ним существенно изменилось. Было установлено, что подобная резистентность ассоциирована с присутствием генов qacA и qacB, а также smr. Они кодируют синтез трансмембранных эффлюксных белков, которые обусловливают устойчивость микроорганизмов к липофильным катионным веществам, в т.ч. ЧАС, а также красителям (напр., этидия бромиду). Важной находкой было обнаружение у гена qacA способности влиять на появление устойчивости и к хлоргексидину. Гены qac можно обнаружить, как показано в ряде исследований, на крупных плазмидах.
Продуктом экспрессии гена smr являются т.н. «малые белки множественной лекарственной устойчивости», откуда и произошел этот акроним. Семейство генов smr включает в себя qacC,D,G,E,H, что говорит о более широком арсенале механизмов резистентности к дезинфектантам, чем это считалось ранее. Подобные структуры находятся на мелких и крупных конъюгативных пламидах [6]. Особое место занимают исследования по выявлению гена qacZ у грамположительных кокков. На модели E.faecalis было продемонстрировано, что данный ген кодирует синтез т.н. малого транспортера множественной лекарственной устойчивости (получившего название EFA0010) в положении генома V583. Выявлено участие этой генетической структуры не только в понижении чувствительности к ЧАС, но и по отношению к этидия бромиду [5].
Механизмы устойчивости грамнегативных бактерий к дезинфектантам, как правило, определяются генами, ассоциированными с резистентностью к ЧАС, а именно наличие у таких микроорганизмов генов qacE и qacDE. При этом представляется важным их мониторинг не только у штаммов с явными признаками резистентности к антибиотиками (к примеру, продукция БЛРС), но у вариантов бактерий с другими маркерами внутрибольничного эковара.
Методические особенности в представлении разными авторами результатов исследования устойчивости некоторых микроорганизмов к биоцидам, в частности, НГОБ обусловливают необходимость расширения информационного поиска, оптимизации параметров систематического обзора публикаций и проведения динамической оценки.
Заключение
Для объективной оценки устойчивости микроорганизмов к антимикробным препаратам необходимо осуществлять систематические обзоры не только по антибиотикорезистентности, но и устойчивости к ДС. В методическом отношении важно учитывать наличие на данный момент ограниченного числа исследований, результаты которых отличаются существенной гетерогенностью. Подобные обзоры, организованные с учетом принципов доказательной медицины, должны быть, безусловно, доступны специалистам на русском языке. Ряд вопросов, касающихся проблемы резистентности актуальных возбудителей ИСМП к ДС, применяемым в практическом здравоохранении, остаются изученными не в полной мере. Это является основанием для проведения молекулярно-генетического мониторинга устойчивости к ДС, внедрение унифицированной методики изучения чувствительности микроорганизмов к биоцидам.
Библиографическая ссылка
Саперкин Н.В., Алебашина Л.А., Квашнина Д.В. УСТОЙЧИВОСТЬ БАКТЕРИЙ К ДЕЗИНФЕКТАНТАМ: ОЦЕНКА ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ БАЗЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25429 (дата обращения: 19.04.2024).