Мікрофлора сучасної бойової рани та її чутливість до антибіотиків — що нового? Частина ІІ

12 жовтня 2023
1188
УДК:  579.6:355.01:577.18
Резюме

Інфекційні ускладнення, викликані антибіотикорезистентними мікроорганізмами, є головною небезпекою сьогодення. Велика кількість поранених внаслідок повномасштабного вторгнення в Україну, їх медична евакуація на різні рівні медичного забезпечення, вимушене масове несистематизоване застосування антибіотиків зумовлюють контамінацію вогнепальних ран госпітальними резистентними штамами. У статті наведені результати визначення чутливості до антибіотиків мікроорганізмів, що контамінують вогнепальні та мінно-вибухові рани поранених у бойових діях під час широкомасштабної агресії проти нашої країни.

Вступ

Повномасштабна агресія російської федерації проти України з 24 лютого 2022 р. характеризується мінливістю бойових дій, широким застосуванням різноманітної сучасної висококінетичної зброї, постійними змінами лінії фронту. Повсякчасні зміни в оперативно-тактичній ситуації потребують швидкості прийняття різних рішень, особ­ливо у питаннях переміщення поранених у безпечне місце для надання медичної допомоги та забезпечення їм подальшої медичної евакуації. Виходячи з військово-медичної доктрини, що вогнепальні рани є мікробно-забрудненими, важливим є терміни проведення їх антисептичної обробки. Несвоєчасність проведення первинної хірургічної обробки призводить до щільної колонізації ран мікроорганізмами та подальшого їх нагноєння. Подальша евакуація в медичні заклади відповідного рівня як неодмінна складова при наданні медичної допомоги та лікування поранених при будь-яких військових конфліктах зумовлює додаткову контамінацію ран госпітальними антибіотикорезистентними штамами бактерій і розповсюдження стійких до антибіотиків мікроорганізмів.

Незважаючи на успіхи та досягнення сучасної медицини в лікуванні та профілактиці контагіозних захворювань, інфекції, що викликані антибіотикорезистентними мікроорганізмами, носять глобальний характер і не втрачають своєї актуальності. У 2015 р. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) затвердила «Глобальний план дій щодо стримування розповсюдження стійкості до антимікробних препаратів». Цю ініціативу підтримав і Кабінет Міністрів України, який 06.03.2019 р. видав розпорядження № 116-р «Про затвердження Національного плану дій щодо боротьби із стійкістю до протимікробних препаратів» [1] та «Про схвалення Cтратегії зі стримування розвитку стійкості до протимікробних препаратів на 2018–2022 роки» [2]. Очевидним є те, що антибіотикорезистентність (АБР) мікроорганізмів стала головною загрозою здоров’ю людства. Стійкість мікроорганізмів до протимікробних препаратів робить неефективними зусилля сучасної медицини на шляху боротьби з інфекційними агентами. У 2017 р. ВООЗ оприлюднила список найбільш пріоритетних патогенів, що пов’язано з їх зростаючою АБР. До цього списку включили карбапенемрезистентні штами Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa та представники Enterobacteriaceae, такі як Klebsiella pneumoniae, Escherichia сoli, що продукують β-лактамази розширеного спектра дії [3].

Дослідження, проведені з метою моніторингу мікроорганізмів, що контамінують бойові рани, впродовж 2014–2022 рр., підтвердили загальносвітову тенденцію. Так, домінуючими були грамнегативні неферментуючі карбапенемрезистентні Acinetobacter spp. та металобета­лактамазопродукуючі Pseudomonas aeruginosa [4, 5]. Ці дані отримані шляхом перманентного бактеріологічного дослідження бойових ран у поранених, що знаходилися на лікуванні у військових госпіталях різного рівня надання медичної допомоги. Результати ототожнюються з даними вітчизняних експертів, що підтверджують зміну спектра мікрофлори у відділеннях реанімації та інтенсивної терапії з превалюванням Acinetobacter baumannii [6].

Відсутність альтернативи, окрім транспортування поранених у різні заклади з метою отримання кваліфікованої медичної допомоги, створює умови для неконтрольованої передачі та розповсюдження полірезистентних штамів мікроорганізмів всередині та за межі стаціонарів. Згідно з наказом МОЗ від 27.02.2023 р. № 403 «Про затвердження Порядку проведення посиленого епідеміологічного нагляду за протимікробною резистентністю мік­роорганізмів, що спричиняють гнійно-запальні інфекції ран у поранених внаслідок бойових дій» [7], важливим є проведення бактеріологічного дослідження зразків біологічних матеріалів пацієнтів, виділення та ідентифікація мікроорганізмів, визначення та оцінка чутливості мікроорганізмів до протимікробних препаратів відповідно до видової належності мікроорганізму згідно з методологією Європейського комітету з визначення чутливості до антимікробних препаратів (EUCAST).

Мета роботи: визначення чутливості до антибіотиків мікроорганізмів, виділених з вогнепальних та мінно-вибухових ран поранених у бойових діях під час широкомасштабної агресії проти нашої країни.

Об’єкт і методи дослідження

Об’єкт дослідження: штами мікроорганізмів, що виділені з вогнепальних ран кінцівок поранених, які знаходилися на лікуванні у Військово-медичному клінічному центрі Центрального регіону України. Із врахуванням того, що домінуючими контамінантами бойових ран були грамнегативні патогени, проведено визначення чутливості до антибіотиків 32 штамів Acinetobacter baumanii, 13 штамів Klebsiella pneumoniae, 4 штамів Pseudomonas aeruginosa та 5 штамів Enterobacter cloacae. Чутливість вищезазначених ізолятів до антибіотиків визначали за допомогою диско-дифузійного методу з використанням стандартних дисків (наказ МОЗ України від 05.04.2007 р. № 167 «Про затвердження методичних вказівок визначення чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів»). При оцінці профілів резистентності керувалися стандартом EUCAST. Штами з помірною чутливістю згідно з рекомендаціями Європейського комітету (версія 13.0) із визначення чутливості до антибіотиків відносили до стійких [8]. Додатково у частини виділених штамів визначали чутливість до препаратів з новими комбінаціями інгібіторів бета-лактамаз: іміпенему, іміпенему/релебактаму, меропенему, меропенему/ваборбактаму, піперациліну/тазобактаму, цефідероколу, цефтазидину/авібактаму, цефтолозану/тазобактаму.

Дослідження виконане в рамках науково-дослідницької роботи кафедри мікробіології Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова «Вивчення біологічних властивостей мікроорганізмів, віднесених Всесвітньою організацією охорони здоров’я до списку «провідних патогенів», що несуть загрозу здоров’ю людини, та розробка засобів боротьби з ними» (№ державної реєстрації 0117U006903).

Результати та їх обговорення

Неферментуючі грамнегативні бактерії залишаються провідними патогенами в розвитку нозокоміальних інфекцій. Зросла їх роль і в розвитку інфекційних ускладнень вогнепальних поранень. Так, якщо під час проведення антитерористичної операції (АТО)/операції об’єднаних сил (ООС) ацинетобактерії контамінували вогнепальну рану з частотою 45%, то під час повномасштабного вторгнення частота виділення цих мікроорганізмів зросла до 63%. Збільшилася і питома вага бактерій роду Klebsiella у мікробному спектрі контамінантів вогнепальної рани з 9,4 до 30% [9].

Перепоною на шляху лікування інфекцій, викликаних неферментуючими грамнегативними бактеріями, є глобальне зростання їх стійкості до карбапенемів, що пов’язано з поширенням штамів, що продукують різні карбапенемази [10].

Перші згадування про наявність карбапенемаз у ентеробактерій з’явилися на початку 1980-х років. На сьогодні описано близько 500 видів бета-лактамаз розширеного спектра дії (БЛРС), і цей список постійно поповнюється. Як правило, гени, які кодують синтез бета-лактамаз, знаходяться на плазмідах, що сприяє легкій передачі між бактеріями та, в подальшому, швидкому розповсюдженню резистентних збудників [11]. За даними Центрів з контролю та профілактики захворювань США (Centers for Disease Control and Prevention — CDC) 2019 р., карбапенемрезистентні ентеробактерії, ентеробактерії, що продукують БЛРС, та мультирезистентні Pseudomonas aeruginosa визнані такими, що становлять основну загрозу для людства [12]. Смертність від інвазивних інфекцій, спричинених карбапенемрезистентними грамнегативними паличками, становить 26–44% [13].

Аналіз результатів проведеного нами дослідження засвідчив високий ступінь стійкості виділених грамнегативних мікроорганізмів до більшості антибіотиків, у тому числі до карбапенемів (рисунок).

Рисунок. Характеристика резистентності клінічних штамів Acinetobacter baumanii та Klebsiella pneumoniae (частка резистентних штамів, %)

Так, серед всіх протестованих ізолятів грамнегативних неферментуючих бактерій та ентеробактерій 58% були резистентними до меропенему. Серед ацинетобактерій та клебсієл стійкість до меропенему становила 80 та 77% ізолятів відповідно. До іміпенему чутливість була на рівні 25% у штамів Acinetobacter baumanii та 23% у штамів Klebsiella pneumoniae. Згідно з рекомендаціями EUCAST, при виявленні резистентності до меропенему обов’язковим етапом є встановлення чутливості до піперациліну/тазобактаму. Виявлено, що всі штами клебсієл були резистентними і до цього антибіотика. Стійкість ацинетобактерій до піперациліну/тазобактаму була на рівні 89%.

Майже одразу з моменту відкриття карбапенемаз у патогенних мікроорганізмів науковцями почався активний пошук їх інгібіторів. З появою нових видів БЛРС синтезовані нові інгібітори цих ферментів — авібактам, релебактам і ваборбактам. Вони здатні пригнічувати всі карбапенемази, окрім метало-бета-лактамаз [13]. Синергізм цих інгібіторів з іміпенемом та меропенемом відкриває нові можливості щодо лікування інфекцій, викликаних карбапенемрезистентними ентеробактеріями. Тому цікавим було дослідити чутливість виділених представників ентеробактерій до сучасних захищених карбапенемів — іміпенему/релабактаму та меропенему/ваборбактаму. На жаль, 89% усіх ентеробактерій були нечутливими і до іміпенему/релабактаму та 84% — нечутливими до меропенему/ваборбактаму. Варто зазначити, що штами Klebsiella pneumoniae були стійкими до вищезазначених антибіотиків у 95 та 92% спостережень відповідно. Отримані дані викликають занепокоєння, адже вони демонструють надзвичайну швидкість, з якою госпітальні штами можуть обмінюватися генами, що продукують БЛРС, та протидіяти сучасним препаратам з новими комбінаціями інгібіторів бета-лактамаз.

Здатність ентеробактерій продукувати бета-лактамази призвела до втрати ефективності антибіотиків цефало­споринового ряду. Так, усі ізоляти акінетобактерій, клебсієл та псевдомонад були нечутливими до цефтріаксону, цефепіму, цефотаксиму, цефтазидиму. До захищеного цефалоспорину ІІІ покоління цефтазидиму/тазобактаму резистентність серед представників родини Enterobacteriaceae та Pseudomonas aeruginosa становила 80%. Згідно з рекомендаціями EUCAST, визначення чутливості ацинетобактерій до вищезазначених препаратів не проводили.

Цефідерокол — антибіотик цефалоспоринового ряду, який з лютого 2020 р. рекомендований Європейським агентством з лікарських засобів (European Medicines Agency — ЕМА) та Управлінням з контролю за харчовими продуктами та лікарськими засобами США (Food and Drug Administration — FDA) до лікування інфекцій, викликаних грамнегативними паличками [14]. Ацинетобактерії та штами Pseudomonas aeruginosae в цілому були чутливими до цього цефалоспорину. Стійкими виявилися лише 24 та 38% штамів відповідно. Найвищий ступінь резистентності продемонстрували штами Klebsiella pneumoniae, які були стійкими у 81% випадків.

Аміноглікозиди можуть трансформуватися в неактивний стан різними ферментами, що зумовлює варіабельність фенотипового прояву резистентності до них [15]. Виділені ізоляти ацинетобактерій та клебсієл демонстрували різні поєднання чутливості/резистентності до гентаміцину, амікацину та тобраміцину. Найвищу стійкість до аміноглікозидів виявили штами клебсієл. Рівень резистентності цих мікроорганізмів становив від 87% (до гентаміцину) до 98% (до амікацину і тобраміцину). Ацинетобактерії були стійкими до амікацину та гентаміцину (85 та 81% ізолятів відповідно), проте більш чутливими до тобраміцину (44% чутливих штамів). Штами паличок синьо-зеленого гною також виявили кращу чутливість до тобраміцину (51% ізолятів).

Колістин — єдиний антибіотик, до якого зберегли чутливість представники родини ентеробактерій та неферментуючих грамнегативних паличок. Рівень чутливості був у межах 91 та 93% чутливих ізолятів для Pseudomonas aeruginosae та Acinetobacter baumanii відповідно. Чутливість виділених ізолятів Klebsiella pneumoniae була на рівні 83%.

Сучасна бойова травма відрізняється масивністю уражених тканин, високим ступенем забруднення, одночасним ураженням різних органів та систем внаслідок застосування висококінетичної зброї. Профілактику інфекційних ускладнень розпочинають на етапі само- та взаємодопомоги прийомом таблетованих (якщо дозволяє стан пораненого) антибіотиків, наявних в індивідуальній аптечці. Згідно з наказом МОЗ Украї­ни від 05.01.2017 р. № 6 «Про затвердження переліків лікарських засобів та медичних виробів, які повинні бути в складі аптечок медичних загальновійськових індивідуальних, аптечки автомобільної загальновійськової, наплічника медичного загальновійськового санітара та наплічника медичного загальновійськового санітарного інструктора», у склад аптечки військовослужбовця входить хіміотерапевтичний препарат фторхінолонового ряду ципрофлоксацин або левофлоксацин у формі таблеток по 500 мг у кількості 2 шт. [16].

Дослідження чутливості виділених мікроорганізмів до вищезазначених фторхінолонів продемонструвало стійкість представників ентеробактерій та грамнегативних неферментуючих паличок у 100% випадків (!). Можливо, нечутливість до ципрофлоксацину та левофлоксацину пов’язана з тривалим їх широким застосуванням у боротьбі з псевдомонадами та інфекціями, викликаними представниками кишкової групи.

Висновки

1. АБР мікроорганізмів — найбільш актуальна проб­лема сучасної медицини в усьому світі. Результати отриманих нами досліджень демонструють, що мік­роорганізми, які є причиною інфекційних ускладнень вогнепальної рани, характеризуються множинною резистентністю до багатьох антибакте­ріальних препаратів. Варто зазначити, що виділені штами виявили стійкість не тільки до широкозастосовуваних антибіотиків, але й до нових комбінацій антибіотиків та інгібіторів бета-лактамаз, що створює надзвичайну загрозливу ситуацію. Серед причин, що призводять до цього, — безконтрольне призначення антибіотиків у різних комбінаціях з різних груп, у тому числі антибіотиків резерву. Очевидною є нагальна потреба в розробленні протоколів призначення антибактеріальних препаратів на різних етапах надання медичної допомоги пораненим.

2. Однією з найважливіших умов щодо профілактики інфекційного ускладнення у поранених є ранній прийом протимікробного препарату. Найдієвішим є введення антибіотика в перші 3 год з моменту отримання поранення в такій концентрації, що дозволяє досягти високої терапевтичної дози у плазмі крові та, відповідно, у тканинах ділянки рани. Нечутливість досліджених бактерій, що контамінують вогнепальні рани, до рекомендованого на цей час антибіотика ципрофлоксацину викликає потребу в перегляді рекомендацій щодо надання допомоги на етапі само- або взаємодопомоги в частині антибіотикопрофілактики інфекційних ускладнень.

Список використаної літератури

  • 1. http://www.kmu.gov.ua/npas/proogo-planu-dij-shchodo-borotbi-iz-stijkistyu-do-protimikrobnih-preparativ.
  • 2. http://www.apteka.ua/article/449373.
  • 3. health-ua.com/multimedia/userfiles/files/2021/Hirurg_3_2021/Hirurg_3_2021_st12-14.pdf.
  • 4. Фомін О.О, Фоміна Н.С., Ковальчук В.П., Асланян С.А. (2023) Мікрофлора сучасної бойової рани та її чутливість до антибіотиків — що нового? Частина І. Укр. мед. часопис, 3(155): 82–89.
  • 5. Kovalchuk P.V., Kondratiuk M.V. (2017) Bacterial flora of combat wounds from eastern Ukraine and time-specified changes of bacterial recovery during treatment in Ukrainian military hospital. BMC Res. Notes, 10: 152.
  • 6. health-ua.com/multimedia/userfiles/files/2021/Hirurg_3_2021/Hirurg_3_2021_st12-14.pdf.
  • 7. zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0489-23#Text.
  • 8. acsb.org.ua/eucast/.
  • 9. Фомін О.О., Фоміна Н.С., Кондратюк В.М., Колодій С.А. (2020) Характеристика ефективності лікування вогнепальних поранень з використанням VAC-терапії. Вісн. Вінницьк. нац. мед. ун-ту, 24(1): 106–109.
  • 10. Ващук В.В., Андрющенко В.П., Кирик Т.П., Хомченко Т.В. Карбапенеми та карбапенем-резистентна інфекція: що після карбапенемів? health-ua.com/multimedia/userfiles/files/2019/ZU_05_2019/ZU_05_2019_str_31_33.pdf.
  • 11. Дуда О.К., Горбаль Н.Б., Масалітіна О.В. (2015) Роль бета-лактамаз у формуванні антибіотикорезистентності. Ліки України, 5(191): 7–11.
  • 12. Gales A.C., Carmargo L.F.A., Cuba G.T. et al. A Review of Real-World Use of Ceftazidime-avibactam for Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacterial Infections. J. Infect. Dis. Ther., 10: 1. DOI: 10.4172/2332-0877.1000483.
  • 13. Ващук В.В., Андрющенко В.П., Кирик Т.П., Хомченко Т.В. (2019). Захищені b-лактами в сучасній терапії резистентних бактеріальних інфекцій. Здоров’я України, 9(454): 19–21.
  • 14. ingeniusua.org/articles/ema-rekomenduye-novi-antybiotyky.
  • 15. Кондратюк В.М. (2020) Мікробіологічне обґрунтування нової концепції проти- мікробної терапії інфекційно-запальних ускладнень бойових поранень у збройному конфлікті сучасності. Автореф. дис. … докт. мед. наук, Вінниця.
  • 16. zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0113-17#Text.
Інформація про авторів:

Фоміна Надія Сергіївна — кандидат медичних наук, доцент кафедри мікробіології Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова, Вінниця, Україна. orcid.org/0000-0003-3877-7563

Фомін Олександр Олександрович — кандидат медичних наук, доцент, начальник клініки ушкоджень Військово-медичного клінічного центру Центрального регіону — провідний травматолог, доцент кафедри хірургії № 1 Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова, Вінниця, Україна, полковник медичної служби. orcid.org/0000-0002-0420-4655

Ковальчук Валентин Петрович — доктор медичних наук, професор, завіду­вач кафедри мікробіології Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова, Вінниця, Україна. orcid.org/0000-0002-3351-2390

Асланян Сергій Арменакович — доктор медичних наук, доцент кафедри військової хірургії Української військово-медичної академії, професор кафедри клінічної медицини Київського міжнародного університету, Київ, Україна. orcid.org/0000-0002-4122-775X

Information about the authors:

Fomina Nadiia S. — Candidate of medical science, Associate Professor of the Departments of microbiology National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsya, Ukraine. orcid.org/0000-0003-3877-7563

Fomin Oleksandr O.- Candidate of medical science, Associate Professor of the Departments of Surgery No. 1 National Pirogov Memorial Medical University, Head of the Injury Clinic of the Military Medical Clinical Center of the Central Region, сolonel of the Medical Service, Vinnytsya, Ukraine. orcid.org/0000-0002-0420-4655

Kovalchuk Valentin P. — Doctor of medical sciences, Professor, Head of the Departments of microbiology National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsya, Ukraine. orcid.org/0000-0002-3351-2390

Aslanyan Sergey A. — Doctor of medical science, Associate Professor of the Departments of Military Surgery of the Ukrainians Military-Medical Academy, Professor of the Departments of Clinical Medicine, Kyiv, Ukraine. orcid.org/0000-0002-4122-775X

Надійшла до редакції/Received: 28.08.2023
Прийнято до друку/Accepted: 09.10.2023