КОРОТКІ ПОВІДОМЛЕННЯ

Порівняння протимікробної активності меропенему і дібраних протимікробних препаратів широкого спектра дії щодо впливу на резистентні до багатьох препаратів грамнегативні бацили, включно з бактеріємічними штамами сальмонел: початкові дані дослідження програми MYSTIC в Індії

* Препарат зареєстровано в Україні компанією “Астра-Зенека” під назвою МЕРОНЕМ.

Скорочений виклад

Ronald N. Jones, Paul R. Rhomberg, David J. Varnam, Dilip Mathai
International Journal of Antimicrobial Agents 20 (2002) 426-431

Протягом останніх двох десятиліть з’явилися багато нових механізмів розвитку резистентності в грамнегативних бацил. Одним з найважливіших механізмів є залучення групи ферментів, які інактивують значну кількість протимікробних препаратів, включно з пеніцилінами і цефалоспоринами (бета-лактамази) або карбапенемами (металоферменти). Природна резистентність до карбапенемів у бактерій виду Pseudomonas переважно є наслідком непроникності до антибіотика або наявності мембранної вивідної помпи для різних препаратів, часто в поєднанні з експресією бета-лактамази. Порушену проникність мембрани внаслідок втрати білка OprD (який колись називали порином D2) часто виявляють у мутантів бактерії Pseudomonas aeruginosa, які легко піддаються селекції іміпенемом, унаслідок чого МІК збільшується в 8–16 разів. Така резистентність потребує постійної експресії індукованої або стабільно нерепресованої хромосомної бета-лактамази.

Бета-лактамаза розширеного спектра (БЛРС), що може зумовлювати резистентність до цефалоспоринів третього покоління, була вперше виявлена в Німеччині, і існування цього класу ферменту зменшує ефективність застосування цефалоспоринів третього покоління, монобактамів і певних комбінацій інгібіторів бета-лактамази, особливо щодо бактерій Escherichia coli і Klebsiella. У світі було задокументовано значні відмінності в поширеності штамів, які виробляють БЛРС, з особливо великою частотою виявлення в Латинській Америці, Тихоокеанській Азії і деяких країнах Європи. Ця картина неповна, однак, враховуючи відсутність програм моніторингу резистентності в певних густонаселених регіонах світу, наприклад Індії, точну оцінку поширеності резистентності дати важко.

Лише в незначній кількості публікацій наведено поширеність бактеріальної резистентності до грампозитивних бацил (крім виду Salmonella) в Індії, і більшість з них зосереджували увагу на бактерії E. coli, яка має зв’язок з проносом. У кінці 2001 року група індійських мікробіологів у 10 медичних центрах повідомили про небезпечно високу частоту експресії БЛРС у штамів E. coli (61%) і Klebsiella (56–57%). Це дослідження було заплановано з метою оцінки потенційної ефективності меропенему проти підгрупи найрезистентніших грамнегативних бацил, отриманих в Індійському моніторинговому дослідженні в 2001 році, і воно стане основою програми MYSTIC (скорочення з англ. — збір інформації про щорічне тестування чутливості до меропенему в Індії), коли його розпочнуть для ізолятів 2002 року.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ

Досліджувані бактерії

Штами було дібрано з ізолятів, отриманих у 10 медичних дослідженнях протягом 2000 і 2001 років. Приблизно 100 штамів було спочатку дібрано в таких медичних установах: Бангалор (1 установа), Індор (1 установа), Лукнау (1 установа), Бомбей (2 установи), Нью-Делі (4 установи) і Веллор (1 установа). З загальної кількості 854 верифікованих штамів було дібрано 155 ізолятів з незвичайно високою резистентністю до багатьох препаратів (РБП), а також географічно різні штами бактерії виду Salmonella (55 штамів) з гематогенних інфекцій. Усі штами було виділено від госпіталізованих пацієнтів з важкими інфекціями.

Визначення чутливості

Первинне тестування виконували з допомогою методу Etest (AB Biodisk, Solna, Швеція) щодо шести бета-лактамних препаратів (цефотаксим, цефпіром, цефтазидим, іміпенем і піперкацилін з тазобактамом або без нього). Для дібраних штамів було виконано тестування щодо 11 препаратів (меропенем, іміпенем, цефепім, цефтазидим, цефтизоксим, цефтріаксон, азтреонам, піперкацилін/тазобактам, ципрофлоксацин, гентаміцин і тобраміцин) з застосуванням методики мікророзведення середовища NCCLS. Визначеннями фенотипу БЛРС були визначення NCCLS і кожен ізолят був повторно протестований з застосуванням дібраних бета-лактамних субстратів (цефепім, цефотаксим і цефтазидим) з додаванням клавуланової кислоти.

Молекулярна епідеміологія

Штами з МІК ≥ 2 мг/л для азтреонаму, цефотаксиму, цефтріаксону або цефтазидиму були фенотипічно позитивні щодо вироблення БЛРС. Зменшення МІК в ≥ 8 разів було свідченням наявності БЛРС, що не піддається інгібуванню. Штами, які (1) мали кількісно подібні антибіотикограми щодо 11 препаратів; (2) були ізольовані в одній установі в один період часу і (3) мали один фенотип резистентності БЛРС, пізніше було досліджено з допомогою методик молекулярного типування, зокрема, автоматичного рибосомного типування і пульсового електрофорезу в гелі (ПЕГ).

РЕЗУЛЬТАТИ

З 212 штамів, підсумованих у таблиці 1, 125 були верифіковані як ізоляти, що виробляють БЛРС, 11 з яких належали до видів E. coli і Klebsiella. Серед 57 штамів бактерії виду Salmonella, виділених від пацієнтів з бактеріємією, велика кількість штамів були резистентні до старших пеніцилінів (ампіцилін; дані не наведено) і було ідентифіковано три фенотипи БЛРС. Два (3,9%) з цих штамів виробляли ферменти, які вдавалось інгібувати концентрацією 4 мг/л клавуланової кислоти. Меропенем проявляв активність щодо всіх штамів виду Salmonella і був ліпшим від всіх інших препаратів як за силою дії (100,0% (МІК₉₀ 0,03 мг/л) на противагу 94,7–96,5%, див. таблицю 2), так і за спектром активності.

Таблиця 1. Список протестованих мікроорганізмів
і їх характеристики резистентності (212 ізолятів з Індії, 2000–2001)

^аФенотип, штами з МІК ≥2 мг/л для азтреонаму або цефтріаксону і цефтазидиму і верифіковані штами з фенотипом і ≥ восьмикратним зменшенням МІК у присутності клавуланової кислоти (2 мг/л).

^бВключно з бактеріями виду Acinetobacter (чотири штами), Citrobacter freundii (два штами), P. Aeruginosa (чотири штами) і по одному штаму з видів P. Sutzeri, Pseudomonas і Ralstonia pickettii.

Таблиця 2. Активність і спектр меропенему порівняно з дев’яти іншими протимікробними препаратами при тестуванні проти інвазивних ізолятів бактерій виду Salmonella в Індії

^аКритерії чутливості NCCLS.

^бТри (3) штами відповідали критеріям фенотипу БЛРС, два вдавалося пригнітити концентрацією клавуналату 4 мг/л (позитивний результат підтверджувального тесту).

Серед 21 штаму бактерії E. coli з фенотипом БЛРС 65 виробляли фермент, що не вдавалось інгібувати (Таблиця 3). Меропенем був значно активний проти всіх штамів при концентрації ≤ 0,12 мг/л (МІК₉₀ 0,06 мг/л). Піперкацилін/тазобактам зайняв друге місце за спектром активності з інгібуванням лише 80,3% штамів при концентрації ≤ 16 мг/л (чутливі). Усі штами E. coli з виробленням БЛРС були резистентні до ципрофлоксацину і ці БЛРС ізоляти з резистентністю до фторхінолонів були виявлені в кожному з 10 медичних центрів.

Таблиця 3. Протимікробна активність меропенему і дев’яти препаратів широкого спектра дії проти 119 штамів E.coli і Klebsiella, що мали позитивний результат скринінгового результату на БЛРС

^аФенотип БЛР згідно з критеріями NCCLS. У цілому 11 штамів (93,3%) мали фермент, який вдавалось інгібувати клавулановою кислотою (4 мг/л), позитивний підтверджувальний тест.

^бНайбільш чутливі до ферменту субстрати для розпізнання БЛРС в Індії.

Фенотип БЛРС було підтверджено інгібуванням клавулановою кислотою в 46 з 48 (95,8%) штамів виду Klebsiella (Таблиці 2 і 3) і меропенем був найактивнішим протимікробним препаратом (МІК₉₀ 0,06 мг/л, 100,0% чутливі) щодо цих штамів, якому поступались піперкацилін/тазобактам (62,5% чутливі) і ципрофлоксацин (39,4% чутливі). Для бактерій видів E. coli і Klebsiella високий рівень комбінованої резистентності спостерігали для некарбапенемних бета-лактамних антибіотиків, аміноглікозидів і ципрофлоксацину (Таблиця 3).

З 18 інших досліджуваних штамів ентеробактерій з РБП (Таблиця 1) 13 мали фенотип БЛРС, з яких щодо 12 було засвідчено вироблення БЛРС з допомогою порівняльних методик. У таблиці 4 наведено список цих 12 штамів і продемонстровано ймовірну клональну дисемінацію штамів виду Enterobacter (чотири ізоляти) в медичному центрі F і штамів Proteus stuartii в медичному центрі В. Лише меропенем проявляв активність у лабораторних умовах (in vitro) щодо цих епідемічних скупчень штамів.

Меропенем був загалом у чотири рази активнішим порівняно з іншим досліджуваним карбапенемом (іміпенем) (рисунок 1) щодо всіх штамів БЛРС з індійських лікарень з практично повною активністю (99,1% при концентрації ≤4 мг/л). Лише два штами (видів Acinetobacter і Pseudomonas putida) мали МІК 8 мг/л або середню чутливість до меропенему (дані не наведено).

Рис. 1. Порівняння сили дії двох карбапенемів (меропенем, іміпенем) при тестуванні проти повного набору 212 грамнегативних бацил з резистентністю до багатьох препаратів в Індії (2000–2001).

Обговорення

Високий рівень бета-лактамної резистентності (засвідчено фенотипом БЛРС) було задокументовано в кількох кишкових бацил (також з виду Salmonella) в кожному з 10 індійських медичних центрів серед штамів, які було протестовано в дослідженні програми MYSTIC. Існування в Індії штамів Klebsiella pneumoniae з продукцією БЛРС було вперше виявлено в Веллорі в 1995 році, де 15 штамів з резистентністю до цефтазидиму було верифіковано як такі, що виробляють БЛРС. Наступного року Петер і співавт. повідомили про частоту резистентності до цефалоспоринів третього покоління на рівні 25–65% серед бактерій виду Klebsiella pneumoniae, що базувалось на даних, які автор отримав від провідних мікробіологів у найбільших лікарнях у великих містах в Індії. Він також повідомляв про 50-відсоткову частоту резистентності до цефалоспоринів третього покоління серед бактерій виду P. aeruginosa. Аналіз можливих причин такої швидкої появи резистентності було зроблено в супровідному листі в 1997 році. Малий відсоток витрат валового доходу в громадському секторі (1,3%), застосування протимікробних препаратів поганої якості і меншої сили дії, застосування невідповідно малих доз і погане дотримання пацієнтами схеми лікування були запропоновані як можливі фактори, що створили умови для появи резистентності.

Мала кількість публікацій з Індії в міжнародній літературі про РБП ізоляти бактерій видів E. coli і Klebsiella з продукцією БЛРС контрастує з надлишком публікацій про розвиток резистентності видів Salmonella або E. coli, що є збудниками черевних інфекцій. Перший епідемічний спалах внаслідок плазмідної передачі стався в Індії (Керала) в 1972 році і відсоток штамів S. typhi з плазмідною РБП (згідно з визначенням авторів) збільшився до 50% до 1991 року і цей рівень утримувався в подальші роки з єдиною відмінністю, що полягає в переході з фагу О до Е. Мало країн у Західному тихоокеанському азіатському регіоні мають більшу частоту БЛРС серед бактерій виду E. coli, ніж серед бактерій виду Klebsiella (Японія), однак Індія, очевидно, має таку тенденцію в поєднанні з відносно високою частотою для цього географічного регіону.

У недавньому огляді на тему метало-бета-лактамаз у бактерій виду P. aeruginosa Лівермор висловився щодо запобігання і лікування РБП. Він пропонував застосовувати меропенем проти чутливих бактерій виду P. aeruginosa, оскільки для розвитку резистентності до цього карбапенему необхідна наявність двох мутацій (посилення виведення і втрата OprD). Аналогічно обмежена чутливість ендемічних ентеробактерій до пеніцилінів з інгібітором бета-лактамази або без нього, цефалоспринів і монобактамів потребує більшого застосування карбапенемів в Індії.

Обмежений контроль за призначенням антибіотиків, нестандартизований процес виробництва і порушення методик контролю лікарняних інфекцій (див. таблицю 4) внаслідок недостатнього фінансування системи охорони здоров’я створюють в Індії вигідне середовище для виникнення і подальшого поширення резистентних мікроорганізмів. З цього огляду засвідчена клональна дисемінація бактерій видів Enterobacter і P. stuartii в двох різних медичних центрах, про що повідомляємо в цьому дослідженні, була причиною значного занепокоєння. Запровадження комплексної програми моніторингу має важливе значення, оскільки воно дає змогу оцінити сучасний рівень резистентності і тенденції на майбутнє, а також визначити важливість заходів, спрямованих на зменшення резистентності.

Таблиця 4. Додаткові ізоляти ентеробактерій, які характеризувались наявністю БЛРС (чутливою до інгібування концентрацією 4 мг/л клавуланату) згідно з модифікованими критеріями NCCLS

Дванадцять тестованих штамів представляли п’ять видів.

^аСеред дев’яти штамів виду Enterobactericae з цефепімом при МІК у концентрації ≥8 мг/л вісім мали БЛРС, яку не вдавалось інгібувати згідно з критеріями NCCLS.

^бП/Т — піперкацилін/тазобактам.

^сКлональні випадки в межах двох різних медичних центрів були підтверджені молекулярним епідеміологічним типуванням, включно з ПЕГ і автоматизованим рибосомним типуванням з застосуванням технології Riboprinter, Qualicon, Wilmington, DE.

У цьому дослідженні ізолятів в Індії було задокументовано практично повну (99,1%) чутливість існуючих РБП грамнегативних бацил і ендемічних бактерій виду Salmonella до меропенему, цей антибіотик має потенційну цінність як альтернативний препарат у лікуванні цих поширених мікроорганізмів. Було б цікаво знову переглянути ці дані після запровадження карбапенемів у рутинну клінічну практику в цій країні завдяки програмі MYSTIC.

Підготував Роман Шиян