УДК: 577.2+579.252.55]:615.281
Год издания: 2008
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИОБРЕТЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ САЛЬМОНЕЛЛ К ФТОРИРОВАННЫМ ХИНОЛОНАМ
Тапальский Д.В.
Рубрики: 76.03.43, 76.29.50, 76.33.43
Гомельский государственный медицинский институт
Тема НИР: биологические, молекулярно-генетические и эпидемиологические эффекты приобретенной резистентности бактерий рода Salmonella к фторированным хинолонам.
Сроки выполнения НИР: 01.04.2006 г. - 31.03.2008 г.
Научный руководитель: канд. мед. наук Д.В. Тапальский.
Источник финансирования: Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований.
Цель исследования - определить изменения биологических свойств клинических изолятов сальмонелл, вызванных приобретением устойчивости к препаратам хинолонового ряда и разработать концепцию распространения резистентности к фторхинолонам.
Проведено изучение 355 клинических изолятов сальмонелл. Из их числа отобрано 55 штаммов, устойчивых к налидиксовой кислоте (32 штамма S.Enteritidis и 23 штамма S.Typhimurium).
Чувствительность к антибактериальным препаратам определяли диско-диффузионным методом и методом серийных разведений. Для 73 штаммов сальмонелл (55 устойчивых и 18 чувствительных к налидиксовой кислоте) проведено определение 28 биохимических признаков и антигенной структуры.
Определены кинетические характеристики роста штаммов сальмонелл in vitro в периодической культуре и их адгезивная активность. Исследование цитопатического действия штаммов сальмонелл с различными уровнями устойчивости к налидиксовой кислоте проводились на сформированном монослое клеточной культуры HEP-2. Изучены конкурентные взаимодействия штаммов сальмонелл с представителями нормальной микрофлоры в смешанных периодических культурах.
Минимальные ингибирующие концентрации (МИК) налидиксовой кислоты хинолон-резистентных штаммов находились в диапазоне 64-256 мг/л, МИК ципрофлоксацина - в диапазоне 0,12-1,0 мг/л. Все штаммы по чувствительности/устойчивости к ципрофлоксацину относились к категории «чувствительные» (МИК 1,0 мг/л). В пределах этой категории дополнительно выделена подкатегория «штаммы с устойчивостью низкого уровня» (МИК 0,25-1,0 мг/л). Устойчивость низкого уровня к ципрофлоксацину имели 21 штамм S.Typhimurium (84,0%) и 23 штамма S.Enteritidis (71,9%).
Из 28 биохимических тестов большинство были однотипными для всех исследованных штаммов обоих серотипов. Для признаков утилизация мальтозы, инозита, лизиндекарбоксилазы выявлены положительные и отрицательные варианты, однако не выявлено статистически значимых (p <0,05) отличий по этим признакам для чувствительных и устойчивых к налидиксовой кислоте штаммов сальмонелл.
Выявлено 2 варианта антигенной структуры среди 40 штаммов S.Enteritidis и 3 варианта антигенной структуры среди 33 штаммов S.Typhimurium. Показано, что неполный набор соматических антигенов является скорее маркером множественной антибиотикорезистентности, но не маркером устойчивости к налидиксовой кислоте/фторированным хинолонам.
Динамика роста культур, чувствительных к ципрофлоксацину и имеющих устойчивость низкого уровня, существенно не отличалась. Отличия (удлинение лаг-фазы и уменьшение темпа роста в лог-фазе) выявлены только для лабораторных мутантов с МИК ципрофлоксацина 1,0 мг/л. Штаммы сальмонелл с множественной антибиотикорезистентностью обладали выраженной адгезивной активностью. Высокая адгезивная активность является признаком полиантибиотикорезистентности сальмонелл, она не взаимосвязана с устойчивостью/чувствительностью к налидиксовой кислоте.
Штаммы S.Enteritidis независимо от их устойчивости/чувствительности к хинолонам вызывали более интенсивный цитолитический эффект по сравнению со штаммами S.Typhimurium. Не выявлено значимых отличий цитопатического действия устойчивых и чувствительных к хинолонам клинических изолятов одного серотипа.
Показано, что представители нормальной микрофлоры (эшерихии) обладают высокой антагонистической активностью в отношении сальмонелл. Интенсивность роста клинических изолятов сальмонелл в высевах на среде Эндо не зависела от уровня их устойчивости к фторированным хинолонам. Таким образом, устойчивость к хинолонам не сопровождается заметными изменениями биологических свойств клинических изолятов сальмонелл. Можно прогнозировать, что уровень резистентности в бактериальной популяции будет сохраняться на достигнутом предельно высоком уровне даже в случае резкого ограничения использования фторхинолонов в медицине и ветеринарии (при ослаблении селективного действия препаратов) за счет развития у микроорганизмов компенсаторных мутаций и сохранения способности эффективно конкурировать с сапрофитной микрофлорой.
В ходе исследования изучены биологические характеристики чувствительных и устойчивых к фторированным хинолонам штаммов сальмонелл, определены механизмы устойчивости. Разработана концепция возникновения, нарастания и закрепления резистентности к фторированным хинолонам у бактерий рода Salmonella на популяционном уровне.
Методы серо- и резистенотипирования сальмонелл описаны в разработанной инструкции № 025-0306 «Серотипирование и резистенотипирование сальмонелл в эпидемиологическом надзоре за сальмонеллезной инфекцией», утвержденной Министерством здравоохранения Республики Беларусь от 30.03.2006. Они основаны на определении фенотипических характеристик микроорганизмов, являются простыми, быстрыми, экономичными и информативными, дают сопоставимые результаты в различных лабораториях при условии использования единых стандартизированных протоколов исследования. Данные методики позволят определять и характеризовать взаимосвязи между изолятами сальмонелл, устанавливать клональное родство штаммов и выполнять их эпидемиологическое маркирование, подтверждать эпидемиологические связи между источниками инфекции, факторами передачи и больными и, как следствие, своевременно распознавать вспышки кишечных инфекций и эффективно ограничивать их распространение.
Инструкция утверждена Главным государственным санитарным врачом Республики Беларусь и обязательна к использованию персоналом микробиологических лабораторий санитарно-эпидемиологических учреждений.
Выявленные эпидемиологические особенности сальмонеллеза тифимуриум (преобладание полирезистентных штаммов, клональное распространение штаммов с устойчивостью низкого уровня к фторированным хинолонам) важны для проведения эпидемиологического надзора за сальмонеллезной инфекцией и выполнения противоэпидемических мероприятий.
Разработанные методики имеют экономические преимущества по сравнению с аналогами: внутривидовая дифференциация штаммов может осуществляться в ходе проведения рутинных исследований в микробиологической лаборатории и не требует использования дополнительных специальных методик.
Выявление у большинства клинических изолятов S.Typhimurium бета-лактамаз расширенного спектра и появление устойчивости низкого уровня к ципрофлоксацину требует изменения тактики антибактериальной терапии сальмонеллезов - ограничения показаний для назначения антибиотиков, дифференцированного подхода к проведению антибактериальной терапии. Это позволит сохранить фторхинолоны в качестве эффективных этиотропных препаратов и ограничить использование дорогостоящих препаратов резерва, сократить сроки госпитализации пациентов с сальмонеллезами.
Область применения: клиническая микробиология, эпидемиология, инфекционные болезни.
Рекомендации по использованию: результаты исследования внедрены в центрах гигиены и эпидемиологии Республики Беларусь (инструкция «Серотипирование и резистенотипирование сальмонелл в эпидемиологическом надзоре за сальмонеллезной инфекцией»).
Предложения по сотрудничеству: консультативная помощь при внедрении, организация и проведение обучающих семинаров, проведение совместных исследований по изучению механизмов резистентности и определению эпидемиологических маркеров антибиотикорезистентных штаммов.