Размышления клинициста об устойчивости микробов к антибиотикам. Резистентность бактерий к антибиотикам — бич современной урологии Снижение резистентности микроорганизмов к антибиотикам

И. Г. Березняков

Размышления клинициста об устойчивости микробов к антибиотикам, и не только о ней

Харьковский институт усовершенствования врачей

Введение

В последние десятилетия сохраняется отчетливая тенденция к расширению применения антибиотиков в амбулаторной практике. В 90-е годы в странах Западной Европы и США в четырех случаях из пяти антибиотики назначаются больным, находящимся за пределами стационаров . При этом возбудитель заболевания у значительной части пациентов неизвестен и остается таковым после проведения бактериологических исследований. Не вдаваясь в детальное перечисление причин, можно выделить некоторые из них:

Недостаток достоверных сведений об этиологии заболеваний обусловливает необходимость назначения антибиотиков «вслепую», т. е. эмпирически. Эмпирическая антимикробная терапия опирается на эпидемиологические данные о встречаемости определенных возбудителей в зависимости от локализации и характера инфекционного заболевания, условий его возникновения, особенностей больного и т. д. Другими словами, на основании учета совокупности анамнестических и клинических признаков делается предположение о вероятном возбудителе (возбудителях) заболевания и затем подбираются антибактериальные препараты, которые, в соответствии с их спектром противомикробной активности, могли бы оказаться наиболее эффективными в данной клинической ситуации . Однако клиническая эффективность антибиотика зависит не только от спектра действия, но и от распространенности устойчивости возбудителей к этому медикаменту в конкретном регионе.

Чувствительность и резистентность бактерий к антибиотикам

По степени чувствительности к антибактериальным препаратам бактерии делятся на:

Для определения чувствительности бактерий к антибактериальным средствам в клинической практике используют:

Метод серийных разведений и Е-тесты позволяют количественно оценить чувствительность выделенного микроба к данному лекарству и определить минимальную концентрацию препарата, подавляющую рост выделенного штамма возбудителя. Диско-диффузионный метод дает возможность получить только качественный результат (возбудитель является чувствительным, умеренно чувствительным или устойчивым к данному медикаменту), однако он наиболее прост и широко используется в рутинной клинической практике. При регистрации диаметра зон подавления роста микробов вокруг бумажных дисков с антибиотиком диско-диффузионный метод в ряде случаев позволяет косвенно судить о величине минимальной подавляющей концентрации, т. е. приближается к количественным методам .

Резистентность бактерий к антибактериальным препаратам может быть природной или приобретенной.

Природная резистентность - это генетически обусловленное отсутствие чувствительности микроорганизма к антимикробным средствам (например, устойчивость вирусов к антибиотикам, грамотрицательных бактерий к бензилпенициллину, анаэробных бактерий к цефалоспоринам 1-го поколения).

Приобретенная устойчивость возникает в результате мутации отдельных штаммов бактерий и селекции устойчивых клонов микроорганизмов, либо вследствие внехромосомного (плазмидного) обмена генетической информацией между отдельными бактериальными клетками.

К антибактериальным средствам с близкой химической структурой может возникать полная или частичная перекрестная резистентность. Например, пневмококки, устойчивые к эритромицину, резистентны также к другим 14- и 15-членным макролидам (кларитромицин, рокситромицин, азитромицин). Напротив, эта устойчивость в большинстве случаев преодолевается при назначении 16-членных макролидов, например, спирамицина или мидекамицина.

Известны следующие механизмы развития бактериями устойчивости к антибактериальным препаратам:

Возможность генетической трансформации возбудителей инфекций у человека в естественных условиях впервые продемонстрировал в 1928 г. Ф. Гриффит (Великобритания). В своем, ставшем классическим, эксперименте он показал, что мертвые вирулентные пневмококки могут превращать живых невирулентных пнемококков в вирулентные. В настоящее время доказана возможность перемешивания генов как внутри одного вида бактерий, так и между родственными видами. В результате формируются «мозаики», состоящие из нуклеотидов, принадлежавших ранее бактериям разных штаммов и видов . Доступ к такому биологическому разнообразию открывает возможности для эволюции устойчивости бактерий к антибиотикам.

Источники распространения резистентных штаммов бактерий

Выделяют два основных пути распространения резистентных к антибиотикам штаммов бактерий:

1. Вследствие нерационального использования антибактериальных средств;
2. С продуктами питания, прежде всего, произведенными в животноводстве.

Термин «нерациональное использование антибиотиков» охватывает широкий круг вопросов. Не претендуя на полноту изложения, перечислим и проиллюстрируем некоторые из них.

Отсутствие государственного регулирования применения антибактериальных средств

Государственное регулирование должно, как минимум, включать в себя создание системы постоянного наблюдения за распространенностью антибиотикорезистентности среди клинически важных видов микробов; разработку и регулярный пересмотр рекомендаций по эмпирической терапии инфекций различных локализаций; запрещение безрецептурной продажи антибиотиков; жесткий контроль качества антимикробных средств, произведенных как отечественными, так и иностранными фирмами и предприятиями. К сожалению, ни одно из этих положений в настоящее время не выполняется - либо вовсе, либо должным образом.

Назначение лекарств на основании результатов микробиологических исследований

Еще одна тревожная тенденция, наметившаяся в последние годы: выбор того или иного антибиотика «диктует» (когда - в прямом, а когда - в переносном смысле) микробиолог. Это характерно для тех случаев, когда из исследуемого образца (кровь, мокрота, моча и т. д.) удается выделить микроорганизм и определить его чувствительность к антибиотикам. Следует напомнить, что, во-первых, выделенный микроб вовсе не обязательно является возбудителем заболевания у конкретного пациента. Он может быть сапрофитом (т. е. нормальным обитателем, например, носоглотки), либо появиться в результате загрязнения образцов при транспортировке или в ходе исследования (в частности, попасть с рук персонала или при использовании плохо стерилизованного оборудования и т. д.).

Во-вторых, данные лабораторных исследований могут искажать реальное положение дел. Например, на результаты определения чувствительности к антибиотикам влияют состав, pН, толщина и равномерность слоя питательной среды, плотность микробной взвеси (инокулюма), скорость роста микроорганизмов и возраст культуры, условия инкубации (температура, атмосфера), содержание антибиотика в диске и скорость диффузии его в агар и т. д. Немаловажный фактор - квалификация персонала. Поэтому эта методика требует строгой стандартизации: использования строго определенного агара, соблюдения правил приготовления инокулюма, условий инокуляции и инкубации чашек, правильного и регулярного проведения процедур по контролю качества .

В-третьих, результаты лабораторных исследований далеко не отражают того, что происходит в организме больного. Многие антибиотики способны накапливаться в очаге воспаления, где их концентрация может в десятки раз превышать плазменную.

В-четвертых, результаты лечения зависят не только от вида возбудителя и антибактериального препарата, но и от состояния макроорганизма, его иммунной системы. Учесть тонкости взаимодействия лекарства и иммунной системы, сочетаемость антибиотиков с другими медикаментами, которые принимает больной, аллергологический анамнез, локализацию воспалительного процесса и многие другие важные детали способен только врач.

Замена аптечными работниками антибиотиков, назначенных врачом, на более дешевые «аналоги»

Обычно это делается из лучших побуждений. На практике, к сожалению, часто выходит иначе. Например, что произойдет, если заменить ципрофлоксацин на норфлоксацин? Да, эти препараты - одной группы (фторхинолоны), но первый из них - широкого спектра действия, а второй применяется, главным образом, при инфекциях мочевых путей. Такая замена, может, и не страшна для пациентки с циститом, а если она больна пневмонией?

Другой пример. Цефалоспорины в массовом сознании (к сожалению, врачи и провизоры - не всегда исключение) ассоциируются с высокой эффективностью и соответствующей ценой. Деление же их на поколения воспринимается как движение от хорошего к лучшему. То есть, кефзол (цефазолин, препарат 1-го поколения) - хорошо, а клафоран (цефотаксим, 3-е поколение) - лучше. Не может больной купить клафоран - пусть покупает кефзол! Однако спектр действия цефалоспоринов разных поколений существенно различается. Если цефазолин наиболее эффективен при инфекциях, вызванных грамположительными микробами, то цефотаксим, напротив, при вызванных грамотрицательными возбудителями.

Еще один пример непосредственно связан с темой этой публикации. В последние годы не раз приходилось слышать, что-де «гентамицин, особенно отечественный, совершенно неэффективен». Вопрос о соответствии содержимого ампулы ее маркировке следует задавать производителям и контролирующим организациям. Но, думается, проблема шире. Гентамицин - прекрасный и дешевый антибиотик, десятилетиями назначавшийся по поводу и без повода. К сожалению, широкое применение какого-либо антибактериального препарата приводит к селекции (отбору) и распространению резистентных к нему штаммов микробов. Отсутствие отечественных данных о распространенности устойчивых бактерий к гентамицину в какой-то мере могут восполнить аналогичные сведения о положении дел в России. Около половины (44%) возбудителей внутрибольничных инфекций резистентны к гентамицину. Аналогичный показатель по отношению к другому аминогликозиду - амикацину - составил в среднем 3% . Поэтому бездумно заменять более дорогие амикацин и нетилмицин на привычный гентамицин не следует.

Популяризация «мифов» о применении антибиотиков

Эта обширная тема выходит за рамки настоящей работы. В качестве иллюстрации приведем только два.

Миф первый: «Антибиотики при лечении инфекций надо вводить парентерально». Почему, спрашивается? Существует много эффективных препаратов для приема внутрь. Так нет же, пока большинству пациентов не исколют ягодицы, что «ни сесть, ни лечь», они полагают, что врачи их «не лечили». К сожалению, многие медработники идут у больных на поводу и назначают «уколы». Какие? Да те, что подешевле - ампициллин с гентамицином. В результате возрастает как стоимость лечения (медикаменты, одноразовые шприцы, расходные материалы, труд медсестер и т. д.), так и количество резистентных штаммов микробов.

Миф второй: «Пневмонию нужно лечить антибиотиками до исчезновения инфильтрации в легких». И лечат - две, три недели... Но разве антибиотики - это противовоспалительные средства? Нет, их задача - подавление роста и уничтожение возбудителей. И решается она, как правило, гораздо быстрее. Обычно продолжительность антибактериальной терапии не должна превышать трех суток после нормализации температуры тела. А лечение азитромицином (по 0,5 г внутрь 1 раз в день) вообще продолжается всего 3 дня. Естественно, больной не выздоровеет за этот срок. Ему еще понадобятся физиопроцедуры, лечебная физкультура, массаж грудной клетки. Но в антибактериальных препаратах он уже нуждаться не будет.

Завершая раздел о нерациональном применении антибиотиков как источнике резистентности к ним микробов, следует подчеркнуть, что главным источником последних все же являются крупные больницы и госпитали. Именно там, прежде всего в отделениях реанимации и неотложной помощи, наиболее часто назначаются новые мощные антибиотики широкого спектра действия. Именно там больные приобретают, обмениваются друг с другом, а после выписки - заносят в свои коллективы и передают окружающим полирезистентные штаммы микробов. А, следовательно, налаживать регулярное наблюдение за состоянием внутрибольничной флоры, разрабатывать и корректировать требования по рациональному использованию антибиотиков нужно, в первую очередь, в многопрофильных больницах и госпиталях. Подобные правила едва ли найдут применение в общенациональном масштабе. Более того, в разных отделениях одной и той же больницы они, вероятно, будут отличаться в существенных деталях - ведь в каждом отделении облик микробной флоры будет различаться так же, как лица людей.

Еще один источник появления и распространения резистентных к антибиотикам микробов среди людей - это животноводство. Там антибиотики используются как стимуляторы роста и для лечения больных животных. С продуктами питания резистентные штаммы микробов попадают к людям. Доказаны случаи заболевания людей, инфицированных устойчивыми к антибиотикам сальмонеллами, кишечной палочкой, кампилобактером и энтерококками. Особого внимания заслуживает широкое использование в животноводстве фторхинолонов. Объем продаж антимикробных средств этой группы ежегодно увеличивается в последние годы, а ципрофлоксацин по итогам 1997 г. был самым продаваемым антибиотиком в мире. Не следует драматизировать ситуацию, но если сопоставить логическую цепочку из 3-х фактов: рост объема продаж фторхинолонов - эти антибиотики широко применяются в птицеводстве - «куриные окорочка Буша-Клинтона», то получается не самая радостная перспектива.

Однако есть и оборотная сторона медали. «Мы не нуждаемся в устойчивых к антибиотикам сальмонеллах и кампилобактере и не должны потреблять их с пищей. Но нам также не нужны и чувствительные к антибиотикам штаммы сальмонелл. В любом случае, следует прекращать кормить цыплят фторхинолонами, но нам следует позаботиться еще и о том, чтобы цыплят готовили должным образом, и мы не глотали сальмонелл... Отказ ветеринаров от использования антибиотиков у животных может привести к другим опасностям для людей, связанным с попаданием в пищу больных животных», подчеркивает J. D. Williams, Президент Международного общества химиотерапевтов .

Эпидемиология антибиотикорезистентности микробов

Ситуация с распространенностью устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий неодинакова в разных странах мира и в пределах одной страны. Так, в отдельных районах Франции, Испании, Венгрии распространенность устойчивых к пенициллину пневмококков достигает 60%, в то время как в России - не превышает 5%. Хотя мир стал теснее и для нас важны сведения о положении дел где-нибудь в Ла-Пасе или Уагадугу, продолжать обсуждение этого раздела хотелось бы на отечественном материале. Такового, к сожалению, нет.

Выводы для провизоров

1. При отпуске антибиотиков верить назначениям врачей, а не микробиологов или собственной интуиции.

2. Не заменять антибиотик без согласования с врачом, а если заменять - только на:

а) более дешевый;
б) имеющий то же самое международное непатентованное название, что и заменяемый препарат;
в) произведенный фирмой или предприятием с устойчивой хорошей репутацией.

4. Предусмотреть возможность поштучного (а не «поупаковочного») отпуска необходимого количества таблеток (ампул, флаконов) антибиотиков.

Вывод для врачей

«Salus aegroti suprema lex medicorum» («Здоровье больного - высший закон для врачей»). Делать все, чтобы соблюдать этот закон. В том числе: учиться рационально применять антибиотики, налаживать взаимодействие с микробиологами и провизорами, поднимать перед администрацией и решать вместе с нею вопросы создания в своем лечебном учреждении системы наблюдения за распространенностью устойчивости микробов к антибиотикам, и многое другое.

Вывод для провизоров и врачей

Читайте журнал «Провизор»!

P.S. Поздравляю всех читателей и редакцию журнала «Провизор» с Новым Годом и Рождеством. Желаю всем здоровья, благополучия, радости и удачи в наступившем году.

P. P. S. Несмотря на полушутливый тон некоторых пассажей, статья вполне серьезная. Да и выпуск этот - «первоянварский», а не «первоапрельский».

Хорошего всем настроения.

С наилучшими пожеланиями - И. Березняков

Литература

1. Williams JD. Opinion ~ antibiotic resistance: Have we got the right culprits? Antibiotics Chemotherapy, 1998; vol.2, N.4: 15-16.
2. Березняков ИГ, Страшный ВВ. Антибактериальные средства: стратегия клинического применения. Харьков: Константа, 1997: 1-200.
3. Яковлев СВ. Клиническая химиотерапия бактериальных инфекций. М.: Ньюдиамед, 1996: 1-120.
4. Страчунский ЛС, Козлов СН. Макролиды в современной клинической практике. Смоленск: Русич, 1998: 1-303.
5. Dowson C. Influence of horizontal gene transfer (mosaic genes) on antibiotic resistance in Streptococcus pneumoniae and Neisseria meningitidis. Antibiotics Chemotherapy, 1998; vol.2, N.2: 13.
6. Stratchounski LS, Stetsiouk OU. Antibiotic resistance in Russia. Antibiotics Chemotherapy, 1997; vol.1, N.4: 8-9.

Неизлечимые заболевания, о которых медики предупреждали нас годами, постепенно входят в жизнь современного человека. Напомним, что Центр по контролю и профилактике заболеваний не так давно сообщил о женщине из Невады, которая умерла от инфекции, устойчивой ко всем известным антибиотикам на земле.

Сейчас подобные случаи — скорее редкость, а не устойчивая тенденция. Однако антибиотики, которые являются основным средством в борьбе с бактериями, постоянно устаревают, потому что штаммы инфекции со временем вырабатывают полную или частичную устойчивость к их воздействию. Так какова же ситуация на сегодняшний день и можем ли мы утверждать, что эра антибиотиков подходит к концу?

Устойчивость к антибиотикам была обнаружена у многих различных разновидностей бактерий, вызывающих пневмонию, половые заболевания и даже пищевые отравления. Микробы быстро мутируют, становясь резистивными к конкретным препаратам, или же включают в собственную структуру гены устойчивости, присущие другим видам. Бактерия — это своего рода биологический конструктор, и во время слияния два представителя разных штаммов могут заимствовать друг у друга те гены, которые позволяют им выжить в агрессивной среде. Поэтому зачастую противостояние медиков и инфекции носит волновой характер: после изобретения более мощного препарата вспышки заболеваний на какое-то время удается подавить. Потом бактерии мутируют, становятся невосприимчивы к лекарству, и ученым приходится искать новые средства воздействия.

В настоящее время последнее поколение антибиотиков (к примеру, колистин и класс карбапенемов, бета-лактамных антибиотиков широкого спектра) уже постепенно приходит в негодность. В 2015 году в Китае были обнаружены бактерии, обладающие резистивным геном MCR-1, чья ДНК была интегрирована в плазмиды (специальные бактериальные образования), а потому мог передаваться от одного вида к другому.

Впрочем, даже если какой-то штамм получает устойчивость к мощному и самому современному препарату, это еще не значит, что более старые лекарства окажутся против него бессильны. Бактерии редко обладают ультимативной, абсолютной защитой от всех медикаментов, хотя за последний год ученые получили достаточно оснований полагать, что скоро подобные супербактерии могут размножиться и вызвать очередную эпидемию.

Трудно предсказать, как изменится ситуация в ближайшие несколько лет. Сейчас долгосрочные прогнозы выглядят довольно мрачно. Если не предпринять решительных мер по разработке нового поколения препаратов, уже к 2050 году даже незначительные заражения могут превратиться в серьезную угрозу. Недуги вроде гонореи или туберкулеза внезапно окажется неизлечимыми. Конечно, ученые отслеживают тенденции генетических мутаций вирулентных штаммов и тратят существенное количество времени и ресурсов на выявление потенциально опасных бактерий. Со стороны обывателей же хорошей профилактической мерой будет даже банальное соблюдение правил элементарной гигиене. Кроме того, нам стоит ограничить повсеместное использование антибиотиков, особенно в сельскохозяйственной среде — фармацевтическим компаниям надлежит проработать и альтернативные способы лечения. Как бы то ни было, специалисты уверены, что полностью решить проблему устойчивости к антибиотикам в ближайшее время не удастся, а значит, что на следующие 10−15 лет у медицины есть важнейшее поле для работы.

Резистентность к антибиотикам – это способность патогенных бактерий проявлять устойчивость к воздействию терапевтических концентраций антибактериальных препаратов. Устойчивость к антибиотикам разделяют на врожденную и приобретенную. Под врожденной резистентностью подразумевают отсутствие у бактерии мишени, на которую может действовать применяемый антибиотик, слишком низкую проницаемость бактериальной мембраны для препарата, способность инактивировать лекарство при помощи ферментов либо активно выводить его из бактериальной клетки.

Приобретенная устойчивость возникает как следствие мутации возбудителя, благодаря которой он может свободно переносить концентрации антибиотика, достаточные для инактивации других бактерий данного вида.

Стремительный рост устойчивости бактерий к антибиотикам представляет серьезную угрозу для здоровья и жизни людей. По статистике ВОЗ, вероятность смертельного исхода заболевания у пациента, инфицированного метициллино-резистентными штаммами стафилококка (MRSA), на 70% выше, чем у больного, инфицированного обычными, чувствительными к антибиотикам штаммами.

Во многих странах наблюдается тенденция к росту резистентности E. Coli (основного возбудителя инфекций мочевыводящих путей) к фторхинолонам и цефалоспоринам. Все чаще регистрируются случаи устойчивости бактерий к препаратам резерва для данной инфекции (карбапенемы для Klebsiella pneumonia, 3-е поколение цефалоспоринов для гонореи) и т.д. То есть, те заболевания, которые на протяжении многих лет эффективно лечились антибактериальными препаратами сегодня, снова представляют опасность для населения.

В некоторых случаях, тест на чувствительность к антибиотикам показывает частичную или полную устойчивость к большинству «классических» для данной инфекции антибиотиков.

Такая неутешительная картина связана с частым нерациональным и необоснованным применением противомикробных средств. Многие пациенты покупают лекарства не по назначению врача, а по рекомендации друзей, фармацевтов в аптеке, после просмотра рекламы или просто вспомнив, что когда-то этот препарат уже помогал. Также, у многих существуют «любимые» лекарства, которые принимаются по несколько дней при первых признаках заболевания.

Важно понимать, что самоназначение антибиотиков, самостоятельная коррекция назначенных дозировок, кратности приема и длительности курса способствует формированию и распространению бактерий с приобретенной устойчивостью к антибиотикам.

Как развивается устойчивость к противомикробным препаратам?

Вторичная (приобретенная) резистентность к антибиотикам развивается за счет спонтанных мутаций в геноме микробной клетки после контакта с противомикробным средством. Важной особенностью данных мутаций является их способность «запоминаться» бактериями и передаваться следующим поколения патогенов. Это способствует быстрому распространению устойчивых штаммов в окружающей среде.

Степень резистентности (сниженная чувствительность к антибиотикам или полная устойчивость), а также скорость ее развития зависит от видов и штаммов бактерий.

Быстрее всего под действием антибиотиков мутируют:

• стафилококки (грамположительные кокки);
• эшерихии (грамотрицательные бактерии);
• микоплазмы (внутриклеточные возбудители);
• протей (грам- бактерии);
• (грамотрицательные бактерии).

Достаточно редко встречаются антибиотикорезистентные стрептококки группы А, клостридии, сибироязвенные и гемофильные палочки.

Среди механизмов формирования устойчивости, на данный момент наиболее важными считают:

• ферментную инактивацию антибиотика;
• модификацию молекул-мишеней в микробной клетке;
• способность возбудителей активно выводить антибиотик (эффлюкс);
• снижение проницаемости микробной мембраны для лекарства.

Поскольку активное выведение и нарушение проницаемости основаны на ограничении доступа антибиотика в бактериальную клетку, их часто объединяют в один механизм резистентности.

Что значит чувствительность к антибиотикам

В связи с ростом резистентности ко многим противомикробным средствам, определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам позволяет проводить противомикробную терапию максимально рационально и эффективно.

Итак, чувствительность к антибиотикам. Всех возбудителей инфекционно-воспалительных болезней можно разделить на:

• чувствительные;
• малочувствительные;
• полностью устойчивые.

Если рост и размножение бактерий на питательной среде подавляются терапевтическими дозировками антибиотиков, то бактерии считаются чувствительными. Малочувствительные штаммы, реагируют только на максимальные дозировки лекарственного средства.

Резистентными к антибиотику считаются патогены, которые ингибируются только критически высокими дозами антибактериальных средств, достичь которых можно исключительно в условиях лаборатории, но не в человеческом организме.

Как определить чувствительность к антибиотикам?

Этиотропное назначение противомикробных препаратов основывается на выделении возбудителя с дальнейшим определением чувствительности к антибиотикам. Этот анализ позволяет получить эпидемиологические показатели устойчивости патогенных микроорганизмов в определенном регионе, а также изучить структуру внутрибольничных и внебольничных инфекций.

При проведении пробы на чувствительность к антибиотикам, необходимо соблюдать определенный алгоритм действий и четко соблюдать все звенья бактериологической диагностики.

Этапность исследования состоит из:

• забора материала;
• доставки в лабораторию;
• посевов на специальные среды;
• выделения вида и штамма возбудителя;
• изучения чувствительности к противомикробным средствам.

Важно понимать, что достоверные данные анализа можно получить только при правильном выполнении всех этапов диагностики.

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам

Чувствительность к антибиотикам исследуется при помощи:

• диффузии (диски с противомикробными препаратами или E-тесты);
• разведения (для этого используют агар или жидкие питательные среды (бульон)).

Как сделать пробу на антибиотик?

Наиболее популярным качественным методом диагностики считается диффузия в агар с использованием метода дисков. Для того, что бы изучить чувствительность к антибиотикам при помощи диффузии с дисками, необходимо засеять исследуемым патогенном питательную среду с агаром и поместить сверху диски с антибактериальными препаратами. Далее, чашка Петри с образцами выдерживается в термостате при температуре от 35 до 37 0 С в течение суток. По истечению 24 часов оценивают зоны ингибирования роста бактерий вокруг дисков. Данный метод диагностики является качественным, то есть диффузия-дисками определяет — чувствителен возбудитель к антибиотику или нет.

Для оценивания степени чувствительности измеряют зону ингибирования роста. При полной резистентности бактерии к антибиотику зона задержки полностью отсутствует.

О слабой чувствительности говорит задержка до 1.5 сантиметра. Препараты с такими показателями являются неэффективными для эрадикации исследуемого возбудителя.

Умеренно эффективными (показатели стандартной чувствительности) являются антибиотики с задержкой роста от 1.5 до 2.5 сантиметров. О высокой чувствительности свидетельствует зона ингибирования роста более 2.5 сантиметров.

Кроме диско-диффузного метода могут применяться полоски E-тестов. Алгоритм действий аналогичен предыдущему, только вместо пропитанных противомикробным средством дисков используют полоску с Е-тестом, содержащую разметку с градиентом концентраций изучаемого антибиотика (от максимума к минимуму).

Полоски с Е-тестом

Важно помнить, что диффузные методы неэффективны для выявления МКП (минимальные концентрации подавления) полипептидных антибиотиков с плохой диффузией в агар. То есть для полимиксина, ристомицина и т.д. предпочтительнее использовать серийное разведение.

Методы разведения

Количественные методы используются для выявления МКП и минимальных концентраций бактерицидного действия. То есть, с их помощью можно определить минимальный уровень антибиотика, который будет предотвращать видимый рост бактерий.

При помощи методов разведения можно рассчитать необходимую дозу препарата (терапевтическая концентрация в крови должна значительно превышать МКП). При использовании метода серийного разведения, вначале готовится основной р-р, со строго определенной концентрацией антибиотика в специальной питательной среде. Из него готовятся все последующие разведенные р-ры.

Далее, в каждую пробирку (чашку Петри) с разведениями добавляют изучаемую культуру возбудителей. После этого, все посевы подвергаются инкубации в термостате при температуре 37 0 С на одни сутки. По окончанию инкубации оценивают результаты и выявляют МКП по отсутствию зоны роста (в чашке Петри) или помутнения (среды в пробирке).

Оценивание результатов проводится при помощи специальных таблиц с стандартными показателями диаметров ингибирования роста и МКП для резистентных (для этих штаммов указывается только зона ингибирования роста), малочувствительных и чувствительных.

В лекции рассмотрены основные методы определения чувствительности in vitro микроорганизмов к антимикробным препаратам (диско-диффузионный, Е-тестов, методы разведения). Отражены подходы к эмпирическому и этиотропному назначению антибиотиков в клинической практике. Обсуждены вопросы интерпретации результатов определения чувствительности с клинической и микробиологической точек зрения.

В настоящее время в клинической практике существуют два принципа назначения антибактериальных препаратов: эмпирическое и этиотропное. Эмпирическое назначение антибиотиков основано на знаниях о природной чувствительности бактерий, эпидемиологических данных о резистентности микроорганизмов в регионе или стационаре, а также результатах контролируемых клинических исследований. Несомненным преимуществом эмпирического назначения химиопрепаратов является возможность быстрого начала терапии. Кроме того, при таком подходе исключаются затраты на проведение дополнительных исследований.

Однако при неэффективности проводимой антибактериальной терапии, при нозокомиальных инфекциях, когда затруднительно предположить возбудителя и его чувствительность к антибиотикам стремятся проводить этиотропную терапию. Этиотропное назначение антибиотиков предполагает не только выделение возбудителя инфекции из клинического материала, но и определение его чувствительности к антибиотикам. Получение корректных данных возможно только при грамотном выполнении всех звеньев бактериологического исследования: от взятия клинического материала, транспортировки его в бактериологическую лабораторию, идентификации возбудителя до определения его чувствительности к антибиотикам и интерпретации полученных результатов.

Вторая причина, обусловливающая необходимость определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам - это получение эпидемиологических данных о структуре резистентности возбудителей внебольничных и нозокомиальных инфекций. В практике эти данные используют при эмпирическом назначении антибиотиков, а также для формирования больничных формуляров.

Методы определения чувствительности к антибиотикам

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся на 2 группы: диффузионные и методы разведения.

При определении чувствительности диско-диффузионным методом на поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию определенной плотности (обычно эквивалентную стандарту мутности 0,5 по McFarland) и затем помещают диски, содержащие определенное количество антибиотика. Диффузия антибиотика в агар приводит к формированию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в термостате при температуре 35 о -37 о С в течение ночи учитывают результат путем измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах ().

Рисунок 1. Определение чувствительности микроорганизмов диско-диффузионным методом.

Определение чувствительности микроорганизма с помощью Е-теста проводится аналогично тестированию диско-диффузионным методом. Отличие состоит в том, что вместо диска с антибиотиком используют полоску Е-теста, содержащую градиент концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (). В месте пересечения эллипсовидной зоны подавления роста с полоской Е-теста получают значение минимальной подавляющей концентрации (МПК).

Рисунок 2. Определение чувствительности микроорганизмов с помощью Е-тестов.

Несомненным достоинством диффузионных методов является простота тестирования и доступность выполнения в любой бактериологической лаборатории. Однако с учетом высокой стоимости Е-тестов для рутинной работы обычно используют диско-диффузионный метод.

Методы разведения основаны на использовании двойных последовательных разведений концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (например от 128 мкг/мл, 64 мкг/мл, и т.д. до 0,5 мкг/мл, 0,25 мкг/мл и 0,125 мкг/мл). При этом антибиотик в различных концентрациях вносят в жидкую питательную среду (бульон) или в агар. Затем бактериальную суспензию определенной плотности, соответствующую стандарту мутности 0,5 по MсFarland, помещают в бульон с антибиотиком или на поверхность агара в чашке. После инкубации в течение ночи при температуре 35 о -37 о С проводят учет полученных результатов. Наличие роста микроорганизма в бульоне (помутнение бульона) или на поверхности агара свидетельствует о том, что данная концентрация антибиотика недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. По мере увеличения концентрации антибиотика рост микроорганизма ухудшается. Первую наименьшую концентрацию антибиотика (из серии последовательных разведений), где визуально не определяется бактериальный рост принято считать минимальной подавляющей концентрацией (МПК) . Измеряется МПК в мг/л или мкг/мл ().

Рисунок 3. Определение значения МПК методом разведения в жидкой питательной среде.

Интерпретация результатов определения чувствительности

На основании получаемых количественных данных (диаметра зоны подавления роста антибиотика или значения МПК) микроорганизмы подразделяют на чувствительные, умеренно резистентные и резистентные (). Для разграничения этих трех категорий чувствительности (или резистентности) между собой используют так называемые пограничные концентрации (breakpoint) антибиотика (или пограничные значения диаметра зоны подавления роста микроорганизма).

Рисунок 4. Интерпретация результатов определения чувствительности бактерий в соответствии со значениями МПК.

Пограничные концентрации не являются неизменными величинами. Они могут пересматриваться, в зависимости от изменения чувствительности популяции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты и микробиологи), входящие в специальные комитеты. Одним из них является Национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам США (National Committee for Clinical Laboratory Standards - NCCLS). В настоящее время стандарты NCCLS признаны в мире и используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.

Существуют два подхода к интерпретации результатов определения чувствительности: микробиологический и клинический. Микробиологическая интерпретация основана на анализе распределения значений концентраций антибиотика, подавляющих жизнеспособность бактерий. Клиническая интерпретация основана на оценке эффективности антибактериальной терапии.

Чувствительные микроорганизмы (susceptible)

Клинически к чувствительным относят бактерии (с учетом параметров, полученных in vitro ), если при лечении стандартными дозами антибиотика инфекций, вызываемых этими микроорганизмами, наблюдают хороший терапевтический эффект.

При отсутствии достоверной клинической информации подразделение на категории чувствительности базируется на совместном учете данных, полученных in vitro , и фармакокинетики, т.е. на концентрациях антибиотика, достижимых в месте инфекции (или в сыворотке крови).

Резистентные микроорганизмы (resistant)

К резистентным (устойчивым) относят бактерии, когда при лечении инфекции, вызванной этими микроорганизмами, нет эффекта от терапии даже при использовании максимальных доз антибиотика. Такие микроорганизмы имеют механизмы резистентности.

Микроорганизмы c промежуточной резистентностью (intermediate)

Клинически промежуточную резистентность у бактерий подразумевают в случае, если инфекция, вызванные такими штаммами, может иметь различный терапевтический исход. Однако лечение может быть успешным, если антибиотик используется в дозировке, превышающей стандартную, или инфекция локализуется в месте, где антибактериальный препарат накапливается в высоких концентрациях.

С микробиологической точки зрения к бактериям с промежуточной резистентностью относят субпопуляцию, находящуюся в соответствии со значениями МПК или диаметра зон, между чувствительными и резистентными микроорганизмами. Иногда штаммы с промежуточной резистентностью и резистентные бактерии объединяют в одну категорию резистентных микроорганизмов.

Необходимо отметить, что клиническая интерпретация чувствительности бактерий к антибиотикам является условной, поскольку исход терапии не всегда зависит только от активности антибактериального препарата против возбудителя. Клиницистам известны случаи, когда при резистентности микроорганизмов, по данным исследования in vitro , получали хороший клинический эффект. И наоборот, при чувствительности возбудителя может наблюдаться неэффективность терапии.

В определенных клинических ситуациях, когда недостаточно результатов исследования чувствительности обычными методами, определяют минимальную бактерицидную концентрацию.

Минимальная бактерицидная концентрация (МБК) - наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая при исследовании in vitro вызывает гибель 99,9% микроорганизмов от исходного уровня в течение определенного периода времени.

Значение МБК используют при терапии антибиотиками, обладающими бактериостатическим действием, или при отсутствии эффекта от антибактериальной терапии у особой категории больных. Частными случаями для определения МБК могут быть, например, бактериальный эндокардит, остеомиелит или генерализованные инфекции у пациентов с иммунодефицитными состояниями.

В заключение хотелось бы отметить, что на сегодняшний день не существует методов, которые позволили бы с абсолютной достоверностью прогнозировать клинический эффект антибиотиков при лечении инфекционных болезней. Однако, данные результатов определения чувствительности могут служить хорошим ориентиром клиницистам для выбора и коррекции антибактериальной терапии.

Таблица 1. Критерии интерпретации чувствительности бактерий

Открытию антибиотиков человечество обязано Александру Флемингу, который первым в мире смог выделить пенициллин. «В тот день, когда я проснулся утром 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал совершать своим открытием первого в мире антибиотика революцию в медицине… Однако, похоже, именно это я и сделал», - говорил сам ученый.

Труды Флеминга были оценены по заслугам. Вместе с Эрнстом Борисом Чейном и Ховардом Уолтером Флори, которые занимались очисткой пенициллина, он был удостоен Нобелевской премии.

Образцы той самой плесени, которую вырастил Флеминг в 1928 году, были отправлены многим знаменитостям - среди них некоторые ученые-современники, а также Папа Римский Пий XII, Уинстон Черчилль и Марлен Дитрих. Не так давно уцелевший и дошедший до нас фрагмент плесени был продан на одном из лондонских аукционов - стоимость образца составила 14 617 долларов США.

Стремительное развитие

Начиная с 1940-х годов, новые антибиотики стали появляться один за другим: за пенициллином последовали тетрациклин, эритромицин, метициллин, ванкомицин и многие другие. Эти препараты в корне изменили медицину: заболевания, в большинстве случаев считавшиеся смертельными, теперь стало возможно вылечивать. Так, например, до открытия антибиотиков почти в трети случаев пневмония оказывалась смертельной, после начала использования пенициллина и других препаратов смертность сократилась до 5 %.

Однако чем больше появлялось антибиотиков и чем шире они применялись, тем чаще встречались бактериальные штаммы, устойчивые к действию этих препаратов. Микроорганизмы эволюционировали, приобретая резистентность к антибиотикам. Устойчивый к пенициллину пневмококк появился в 1965 году, а резистентный к метициллину золотистый стафилококк, который и по сей день остается одним из возбудителей наиболее опасных внутрибольничных инфекций, был обнаружен в 1962 году, всего через 2 года после открытия метициллина.

Появление и широкое использование антибиотиков действительно ускорило процесс формирования мутаций, отвечающих за резистентность, но не инициировало его. Бактериальная устойчивость (точнее, мутации, отвечающие за нее) появилась задолго до того, как люди начали использовать антибиотики. Так, бактериальный штамм, ставший причиной дизентерии у одного из солдат, умерших во время Первой мировой войны, был устойчив и к пенициллину, и к эритромицину. Эритромицин же был открыт лишь в 1953 году.

При этом количество бактерий, приобретающих устойчивость к антибиотикам, ежегодно увеличивается, а антибиотики новых классов, обладающие принципиально новым механизмом действия, практически не появляются.

Последний бастион

Особую опасность представляют супербактерии, которые устойчивы абсолютно ко всем существующим антибиотикам. До недавнего времени универсальным оружием, которое помогало во всех безнадежных случаях, был антибиотик колистин. Несмотря на то что он был открыт еще в 1958 году, он успешно справлялся со многими бактериальными штаммами, которые обладали множественной лекарственной устойчивостью.

Из-за того, что колистин высокотоксичен для почек, его назначали лишь в безнадежных случаях, когда другие препараты оказывались бессильны. После 2008 года и этот бастион пал - в организме заболевших пациентов стали обнаруживать бактерии, устойчивые к колистину. Микроорганизм был найден у пациентов в Китае, странах Европы и Америки. К 2017 году зарегистрировано несколько смертей от инфекции, вызванной супербактериями, - помочь таким пациентам не смог ни один антибиотик.

Причина в пациентах

В 2015 году Всемирная организация здравоохранения провела опрос среди жителей 12 стран. В нем приняли участие почти 10 тысяч человек. Всем участникам нужно было ответить на вопросы о применении антибиотиков и развитии устойчивости к этим препаратам.

Оказалось, что почти две трети опрошенных лечат с помощью антибиотиков грипп, а около 30 % прекращают принимать антибиотики при первых улучшениях. Респонденты продемонстрировали удивительное невежество не только в правилах приема антибиотиков, но и в вопросах, касающихся антибиотикоустойчивости. Так, 76 % участников опроса были уверены, что устойчивость приобретают не бактерии, а организм самого пациента. 66 % считают, что, если принимать антибиотики, то антибиотикоустойчивая инфекция не страшна.

Все это свидетельствует о том, что люди знают об антибиотиках и резистентности к ним микроорганизмов удручающе мало, а угрозу того, что эти лекарственные препараты перестанут работать, не принимают всерьез.

Соблюдайте правила

Между тем, вероятность того, что уже в этом веке человечество останется без антибиотиков, достаточно высока. Эксперты ВОЗ и другие специалисты в области здравоохранения убеждают общество пользоваться антибиотиками с умом.

Прежде всего стоит помнить: лекарство должен назначать врач, а сам антибиотик - продаваться по рецепту. Курс антибиотиков нужно проходить целиком, а не прекращать прием лекарства после первых улучшений. В том случае, если после завершения лечения у вас остаются неиспользованные таблетки, не нужно предлагать их своим друзьям и родным. В каждом конкретном случае назначить лекарство должен врач, и, возможно, ваши препараты не подойдут другим людям.

Фармпроизводителей же ВОЗ стимулирует активнее заниматься разработкой новых антибиотиков, подчеркивая, что сейчас в разработке находится около полусотни антибиотиков, лишь 8 (!) из которых относятся к инновационным препаратам. Эксперты подчеркивают, что этого количества явно недостаточно для обеспечения человечества необходимыми лекарствами - ведь по статистике только 14 % лекарств доходят до потребителя после всех этапов клинических испытаний.

Елена Безрукова