Чувствительность и резистентность бактерий к антибиотикам. Резистентность микроорганизмов к антимикробным препаратам

Чувствительность и резистентность бактерий к антибиотикам. Резистентность микроорганизмов к антимикробным препаратам

Покудина И.О., Шкурат М.А.,

Появление феномена устойчивости к лечебным препаратам у патогенных микроорганизмов, оказывает крайне негативный эффект на здоровье человечества, т.к. приводит к резкому снижению эффективности этиотропной терапии инфекционных болезней. Интенсивный селективный прессинг антибиотиков, ведет к быстрой эволюции и распространению новых механизмов резистентности в медицинских учреждениях и, прежде всего, в отделениях реанимации и интенсивной терапии. В статье проанализированы данные литературы о механизмах возникновения и передачи устойчивости патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам и приобретенной резистентности, связанной с продукцией бета-лактамаз широкого спектра.

Ключевые слова: Антибактериальные препараты, антибиотикоустойчивость, β-лактамазы.

Pokudina Inna Olegovna, Shkurat Mihail Alekseevich, Battalov Dmitrij Valentinovich

Abstract:

The emergence of the phenomenon of resistance to therapeutic drugs in the pathogenic microorganisms, has a very negative effect on the health of humanity, because it leads to a sharp decrease in the efficiency of etiotropic therapy of infectious diseases. Intense selective pressure of antibiotics leads to the rapid evolution and spread of new resistance mechanisms in health care settings and, above all, in the Intensive care unit. The article analyzes the literature data about the mechanisms of emergence and transmission of the resistance of pathogens to antimicrobial agents and acquired resistance associated with the production of beta-lactamases extended spectrum.

Keywords: Antibacterial drugs, antibiotic-resistant, β-lactamase.

Чувствительность и устойчивость к антибиотикам. Как появляются супербактерии

Миллионы лет бактерии борются за выживание. За это время они научились вырабатывать специальные механизмы, которые защищают их от угрожающих факторов внешней среды, других бактерий, вирусов, грибов и антибиотиков. Чтобы победить такие эволюционировавшие бактерии, приходится придумывать всё более мощные препараты.

Внутрибольничные инфекции

В январе 2014 года США от септического шока умерла женщина, которой не помог ни один из существующих антибиотиков. Сепсис вызвала супербактерия — Klebsiella pneumoniae.

Супербактерии — это микроорганизмы, устойчивые ко всем известным антибиотикам. Ежегодно по их вине умирает около 700 тысяч человек. По прогнозам учёных, к 2030 году цифра может достичь 10 миллионов.

Врачам не удалось установить, где именно женщина заразилась такой неуязвимой бактерией, но известно, что незадолго до болезни пациентка сломала ногу и попала в больницу. Скорее всего, заражение произошло именно там.

Дело в том, что в больницах применяют широкий спектр антибактериальных препаратов, поэтому бактерии вырабатывают устойчивость сразу ко многим из них.

Применение антибиотиков в сельском хозяйстве

Ещё одна проблема, способствующая появлению супербактерий и распространению антибиотикорезистентности, — применение антибиотиков в сельском хозяйстве.

Когда благодаря антибактериальным препаратам люди перестали умирать от септического шока при малейшей ссадине, лекарством заинтересовались ветеринары. Вскоре оказалось, что препараты не только помогают вылечить животных от инфекций, но и стимулируют их рост. Так, на фермах и в крупных хозяйствах стали добавлять антибиотики в корм, чтобы увеличить продажи мяса и других продуктов животноводства.

С продуктами устойчивые к антибиотикам бактерии попали в магазины и на рынки, а дальше «перешли» к людям.

В 2014 году ВОЗ объявила антибиотикорезистентность одной из главных проблем современности.

Бесконтрольный приём антибиотиков

В результате появления внутрибольничных инфекций и использования антибиотиков в сельском хозяйстве устойчивость бактерий стала возникать быстрее, чем появляются новые препараты. «Помогают» этому и пациенты, которые сами назначают себе антибиотики и лечат ими не только бактериальные инфекции, но и вирусные или паразитарные заболевания.

Чем чаще человек использует антибиотики, тем выше вероятность того, что в следующий раз подобрать эффективный препарат будет сложнее.

Такое применение антибиотиков «на всякий случай» приводит к тому, что бактерии проходят ускоренный курс естественного отбора, а выживают после него только сильнейшие.

Поэтому подобрать антибиотик для лечения получается всё реже, а пока врач и пациент «перебирают» препараты, бактериальная инфекция прогрессирует.

Резистентные штаммы микроорганизмов это. Почему опасна резистентность к антибиотикам

Антибиотики — это вещества, которые борются с микроорганизмами, — бактериями или грибками, уничтожая или подавляя их рост и размножение. Их получают из грибов (например, пенициллин выделили из плесневых) и даже некоторых бактерий. Кроме того, существует много синтетических — искусственных — антибактериальных препаратов. Благодаря антибиотикам современные врачи могут справиться со многими инфекциями и тяжелыми осложнениями, которые раньше могли быть фатальными для пациентов: с сепсисом, пневмонией, туберкулезом, менингитом, сифилисом и так далее.

Антибиотикорезистентность — это устойчивость некоторых микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Многие антибиотики, которые активно использовались раньше, теперь потеряли свою эффективность — бактерии могут подавлять их действие и даже полностью нейтрализовать лекарство. Заболевания, вызванные резистентными штаммами бактерий, очень опасны: стандартная терапия не подходит для таких болезней, и они могут вызвать осложнения и смерть. Появление « супербактерий » — полирезистентных микроорганизмов, устойчивых сразу к нескольким антибактериальным препаратам, серьезно осложнило лечение многих заболеваний. Для того, чтобы справиться с некоторыми резистентными инфекциями, врачи используют токсичные для организма антибактериальные препараты, которые не применяют в обычных условиях из-за большого количества побочных эффектов.

Если не принять необходимые меры, то к 2050 году, по заявлению ВОЗ, смертность из-за антибиотикорезистентности может составить 10 млн человек ежегодно.

Перекрестная резистентность антибиотиков это. Статистика

Проблема антибиотикорезистентности привлекает большое внимание во всем мире. Мы говорим о трех группах бактериальных возбудителей инфекционных болезней, по которым существует критическая необходимость в разработке новых препаратов. К ним относятся ацинетобактер, синегнойная палочка и энтеробактерии, устойчивые к карбапенемам, а также энтеробактерии, устойчивые к цефалоспоринам 3–4-го поколения за счет продукции бета-лактамаз расширенного спектра действия.

Грамотрицательные возбудители — наибольшая проблема, что показывают российские данные частоты выделения бактериальных возбудителей при нозокомиальных инфекциях (n=10 559, 2017–2019 гг.).

Klebsiella pneumoniae находится на первом месте (более 26 %), далее синегнойная палочка (около 17 %) и Аcinetobacter baumannii (около 15 %). С точки зрения частоты выделения группа энтеробактерий составляет более 50 % от всех возбудителей, которые выделяются при нозокомиальных инфекциях в России.

К слову, в РФ у нас есть масштабная статистика по этиологии, антибиотикорезистентности. Говоря о Беларуси, мы можем опираться на отчет ВОЗ за 2019 год с данными по 2018-му.

И видим, что проблемы одинаковые.

Что касается Klebsiella pneumoniaе, например, то устойчивость этого возбудителя к цефалоспоринам 3–4-го поколения более 80 %. По имипенему, меропенему 70 % огромная цифра, что делает лечение таких инфекций очень сложным.

К счастью, по кишечной палочке и в Беларуси, и в России проблема устойчивости к карбапенемам пока менее распространена. Единственный нюанс — непонятно, какие это штаммы — внебольничные или нозокомиальные, поэтому сложно сделать однозначный вывод, где конкретно кроется проблема. Скорее всего — и там, и там.

У синегнойной палочки и ацинетобактера крайне высока частота устойчивости к карбапенемам (около 70 % и более 90 % соответственно) — абсолютное повторение ситуации в РФ. То есть для наших стран за последние 20 лет ситуация изменилась кардинально. На рубеже тысячелетий такие условно универсальные схемы терапии бактериальных инфекций, как карбапенем плюс что-то активное против проблемных резистентных грамположительных возбудителей, работали более чем в 95 % случаев.

По состоянию на 2019 год при назначении комбинации имипенем+ванкомицин или меропенем+ линезолид при нозокомиальной инфекции шанс,что мы перекроем возбудителей, составляет менее 40 %.

Что считать новыми возможностями преодоления антибиотикорезистентности?

Новые антибиотики, комбинации новых и старых препаратов, комбинации старых антибиотиков, которые ранее не использовались, или альтернативы антибиотикам, такие как бактериофаги? Сразу отметем два последних пункта. Мы пытались применять комбинации старых антибиотиков, но при этом эффективных так и не появилось. Что касается альтернативных методов — они сегодня не могут не то что заменить антибиотики, но даже помочь в решении проблемы грамотрицательных инфекций.

Новыми будем считать препараты, которые были зарегистрированы в мире за последние 10 и менее лет. Это 7 препаратов, но только 2 из них представлены на территории РФ: цефтазидим/авибактам, цефтолозан/тазобактам. Является ли большой проблемой то, что не зарегистрированы имипенем/релебактам, меропенем/ваборбактам, плазомицин, эравациклин, цефидерокол? Я бы сказал, действительно жаль, что цефидерокол недоступен. Но в целом использование цефтазидима/авибактама было своего рода революцией в лечении инфекций, вызванных энтеробактериями, устойчивыми к карбапенемам.

Цефтолозан/тазобактам — препарат другого профиля, мало интересен для терапии энтеробактерий, в основном представляет интерес для лечения инфекций, вызванных синегнойной палочкой. Новых возможностей для лечения резистентных грамотрицательных инфекций у нас не так много.

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

Так как одним из важнейших принципов правильного лечения инфекционных заболеваний является выбор антибиотика, к которому возбудитель наиболее чувствителен, перед назначением антибиотиков проводится определение чувствительности возбудителя заболевания к антибиотикам, т.е. устанавливается антибиотикограмма.

Наиболее известны 3 метода:

1. Метод бумажных дисков на питательном агаре. В чашку Петри на питательный агар делают посев микробной взвеси. Избыток жидкости удаляют пипеткой. После впитывания взвеси в агар на засеянную поверхность пинцетом наносят 5-6 разных бумажных дисков с антибиотиками, диски отличаются по цвету. Чашки с дисками ставят в термостат при 37С на 18-20 часов. Антибиотики из дисков диффундируют в агар. По диаметру зон задержки роста исследуемой культуры судят о ее чувствительности к антибиотикам. Этот метод нельзя применять, если антибиотики плохо диффундируют в агар.Преимущество метода – можно определить чувствительность исследуемой бактериальной культуры сразу к нескольким антибиотикам.

2. Метод серийных разведений в МПБ. Готовят основной раствор антибиотика в соответствующем растворителе. Из основного раствора готовят последующие 2-хкратные разведения в бульоне. Обычно берут 12 пробирок по 1 мл МПБ в пробирке. После последовательных разведений антибиотика в МПБ, в каждую пробирку добавляют 0,1 мл взвеси клеток испытуемой бактериальной культуры, содержащей 10⁶-10⁷клеток. Посевы инкубируют в термостате 18-24 ч. Результаты отмечают по наличию роста . Если есть рост бактерий – среда мутная . Если нет роста бактерий – среда прозрачная . Если среда в пробирке мутная, то в данной концентрации антибиотик не действует , если прозрачная– антибиотик действует . По последней пробирке с прозрачной средой определяют минимальную ингибирующую дозу антибиотика . Одновременно ставят контрольные пробы : 1-ый контроль (контроль бактериальной культуры) - 1 мл МПБ + взвесь бактерийбез антибиотика, 2-ой контроль (контроль антибиотика) - 1 мл МПБ + антибиотик, нобез взвеси бактерий. В контрольных пробирках должны быть следующие результаты: 1-ый контроль – помутнение среды (есть рост); 2-ой контроль – среда прозрачная (нет роста). Для того, чтобы узнать какое действие оказал антибиотик (бактерицидное или бактериостатическое), петлей делают посевы из пробирок на сектора ПА. Роста нет – бактерицидное действие, рост есть – бактериостатическое действие.Преимущество метода – определение минимальной концентрации антибиотика, которая ингибирует (подавляет) рост бактериальной культуры.

Анализ на чувствительность к антибиотикам: расшифровка. Анализ на посев мочи с определением чувствительности к антибиотикам

С целью выявления патогенной микрофлоры, обуславливающей развитие инфекционно-воспалительных процессов и обеспечения эффективного лечения, находит применение рутинный анализ , заключающийся в бактериологическом посеве мочи , с помощью которого определяется также чувствительность к антибиотикам .
Бактериологическое исследование относится к микробиологическим методам анализа и заключается в посеве образцов мочи на питательную среду, необходимую для роста бактериальной микрофлоры.
Анализ проводится для оценки качественного и количественного состава микроорганизмов , прежде всего, патогенных, а также условно-патогенных при содержании их в концентрациях, способствующих развитию инфекционных заболеваний мочеполовой системы .
Параллельно производится оценка чувствительности выявленных культур патогенных микроорганизмов к препаратам, относящимся к группе антибиотиков, выражающаяся в составлении антибиотикограммы.

Показания к анализу

• идентификация возбудителей инфекционных заболеваний мочеполовой системы, в том числе в случаях нетипичного протекания болезни;
• адекватный подбор лекарственных препаратов из ряда антибиотиков;
• оценка эффективности лечения, замены лекарства при наличии устойчивости к тому или иному препарату;
• проведение плановых проверок в программе ведения беременности;
• проверки у пациентов при длительной катетеризации.

Подготовка к исследованию

Подготовка к анализу заключается в соблюдении целого ряда требований :

• во временном прекращении приема мочегонных лекарственных препаратов в соответствии с рекомендациями врача;
• до начала курса лечения при назначении препаратов, относящихся к антибиотикам, антисептикам, противогрибковым препаратам;
• в выполнении гигиенических процедур, предшествующих сдаче мочи;
• для анализа пригодны образцы мочи, собранные после, как минимум, двух часов воздержания от опорожнения мочевого пузыря, представляющие среднюю порцию мочи;
• сбор мочи производится в стерильный сосуд с крышкой, обеспечивающей плотное его закрывание;
• время хранения материала - максимум два часа до начала собственно использования для анализа;
• образцы мочи могут быть получены с помощью катетера.

Результаты и их интерпретация

Результаты анализа выдаются обследуемому в виде бланка с указанием:

• перечня вошедших в анализ микроорганизмов и данных значений титра для каждого из них, выраженных в КОЕ на 1 мл пробы;
• наличия либо отсутствия роста - для каждого вида;
• степень чувствительности микробных культур к вошедшим в исследование антибиотикам, выраженной в терминах «чувствительный», «устойчивый», «умеренно-устойчивый».

Пределы референтных значений:

• титр меньше 10*2 – бактериурия низкая;
• значения титра в пределах 10*3 - 10*4 –бактериурия средняя;
• значения титра, превышающие 10*4, соответствуют высокой степени бактериурии; лишь в этом случае производится оценка чувствительности по отношению к антибиотику.

Интерпретация:

• норма - отсутствие роста патогенной микрофлоры;
• при выявлении более одного вида патогенных микроорганизмов - возможная контаминация образца, необходимость повторного прохождения анализа;
• выявление клинически значимой бактериурии - при значениях, превышающих 10*4.

Соблюдение необходимых требований к сдаче материала для анализа - залог получения достоверных значимых результатов, важных как с точки зрения диагностики заболевания, так и выбора адекватного лечения.

Чувствительность к антибиотикам таблица. История

Зальман Ваксман — один из отцов антибиотико в Антибиотики — вещества природного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток. Термин был введен в обращение З. Ваксманом — американским микробиологом, получившим в 1952 году Нобелевскую премию за открытие стрептомицина. Сам термин «антибиос» был придуман Л. Пастером и нес определенный смысл — «жизнь против жизни».Первым антибиотиком был пенициллин , выделенный из грибка Penicillum notatum . Наблюдения за взаимоотношениями культуры стрептококка и грибка были начаты Флемингом в одной из лондонских больниц в 20-х годах прошлого века. Однако его выступление на втором Международном конгрессе микробиологов не произвело впечатления на публику (возможно, из-за того, что он был не слишком искусным оратором). Дальнейшая же история изучения пенициллина связана с именами членов «Оксфордской группы» — Говардом Флори и Эрнстом Чейном. Чейн занимался выделением пенициллина, а Флори — испытанием его на животных. Первое испытание пенициллина состоялось в 1941 году на умирающем от сепсиса лондонском полицейском. Ученым удалось добиться улучшения его состояния, но запасы препарата были слишком малы, и больной погиб. Та самая чашка Петри с культурой Staphylococcus sp ., в которой Александр Флеминг (Alexander Fleming), вернувшись из отпуска, обнаружил вместо бактериальных колоний плесень Penicillium notatum. 1928 г. В 1945 году Флеминг, Чейн и Флори были удостоены Нобелевской премии. Пенициллин же, оптимально сочетая в себе высокую антибактериальную активность и безопасность для человека, с успехом используется до сих пор.Не заставило долго себя ждать открытие антибиотиков и других групп: в 1939 году был выделен грамицидин , в 1942 — стрептомицин , в 1945 — хлортетрациклин , в 1947 — левомицетин ( хлорамфеникол ), а уже к 1950 году было описано более 100 антибиотиков. Со временем выяснилось, что существующие антибиотики недостаточно активны в отношении микроорганизмов: это и послужило поводом для начала химических исследований и создания полусинтетических антибиотиков. С тех пор были открыты различные группы антибактериальных средств. Так, в России на сегодняшний день используется около 30 групп антибиотиков. Среди них различают препараты с антибактериальным, противопаразитарным, противогрибковым и противоопухолевым действиями. Также были сформированы и постулаты антибиотикотерапии.

Основные правила антибактериальной терапии можно сформулировать следующим образом:

1. Установить возбудителя заболевания;

2. Определить препараты, к которым возбудитель наиболее чувствителен;

3. При неизвестном возбудителе использовать либо препарат с широким спектром действия, либо комбинацию двух препаратов, суммарный спектр которых включает вероятных возбудителей;

4. Начинать лечение надо как можно раньше;

5. Дозы препаратов должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить в клетках и тканях препятствующие размножению ( бактериостатические ) или уничтожающие бактерии ( бактерицидные ) концентрации;

6. Продолжительность лечения должна быть достаточной; снижение температуры тела и ослабление других симптомов не являются основанием для прекращения лечения;

7. Значительную роль играет выбор рациональных путей введения препаратов, учитывая, что некоторые из них не полностью всасываются из желудочно-кишечного тракта, плохо проникают через гематоэнцефалический барьер и т. д.;

8. Комбинированное применение антибактериальных средств должно быть обоснованным, так как при неправильном сочетании может как ослабляться суммарная активность, так и суммироваться их токсические эффекты.

рассмотрим сами антибактериальные препараты с точки зрения характера, спектра и механизма их действия.

антибиотики воздействуют непосредственно на этиологический фактор, и по характеру действия бывают бактериостатические и бактерицидные:

Бактериостатические препараты тормозят рост и размножение микроорганизмов. Они не вызывают их гибели. При этом допускается, что механизмы имунной защиты в состоянии самостоятельно справиться с уничтожением и элиминацией микробов. К бактериостатическим препаратам относятся макролиды, клиндамицин, стрептограмины, хлорамфеникол, тетрациклины;

Бактерицидные препараты приводят к гибели микроорганизмов, и организму необходимо лишь обеспечить их выведение. К ним относятся бета-лактамные антибиотики, аминогликозиды, фторхинолоны, гликопептиды и другие (триметоприм, метронидазол, рифампицин и т. д).

Что делать если нет чувствительности к антибиотикам. «Классический» способ

Некоторые представители бактериальной флоры обладают поразительной способностью к мутациям. Бактерии, еще вчера чувствительные к простому пенициллину, сегодня – «не реагируют» на куда более «продвинутые» антибиотики.

Поэтому в современной медицине лечение бактериальных процессов без понимания особенностей возбудителя представляется «занятием» сомнительным и бесперспективным. В лучшем случае, воспаление просто «затихнет» на короткое время, а в худшем – разовьется до угрожающих жизни масштабов.

Особенно опасна такая ситуация в отношении хирургических больных, новорожденных и людей с ослабленным иммунитетом, а также тех, для кого прием антибиотиков стал нормой жизни.

Микробиологические способы идентификации возбудителей уже давно используются медициной всего мира, а современные анализаторы сделали этот процесс быстрее и эффективнее.

Так, посев на флору с определением чувствительности к антибиотикам позволяет не только «узнать» бактерии, но и проверить их чувствительность к стандартному (6-8) или расширенному (до 12) спектру антибиотиков.

В результате будет указан не только вид бактерий, но и их количество и реакция на препарат:

• S – чувствительны – препарат эффективен,
• I – сомнительно – препарат обладает слабой активностью против возбудителя,
• R – резистентны – препарат «бесполезен» в отношении данной микрофлоры.

Правда у анализа есть и недостатки:

• длительность выполнения – до 7 дней, что ограничивает назначение «целевого» препарата в самом начале воспаления;
• отсутствие возможности определения минимальной эффективной «дозы» препарата.