КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Сравнение противомикробной активности меропенема* и избранных противомикробных препаратов широкого спектра действия в отношении резистентных к множеству препаратов грамотрицательных бацилл, включая бактериемические штаммы сальмонелл: первичные исследования программы MYSTIC в Индии


* Препарат зарегистрирован в Украине компанией “Астра-Зенека” под названием МЕРОНЕМ.


Сокращенное изложение

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

На протяжении последних двух десятилетий грамотрицательные палочки выработали множество новых механизмов развития резистентности. Одним из важнейших механизмов является вовлечение группы ферментов, инактивирующих значительное количество противомикробных препаратов, включая пенициллины, цефалоспорины (бета-лактамазы) и карбапенемы (металло-ферменты). Естественная резистентность к карбапенемам у бактерий вида Pseudomonas преимущественно является следствием невозможности проникновения антибиотика внутрь клетки или наличия мембранной отводной помпы для различных препаратов, часто в сочетании с экспрессией бета-лактамазы. Нарушение проницаемости мембраны вследствие потери белка OprD (который когда-то назывался порином D2) часто обнаруживается у мутантов бактерий Pseudomonas aeruginosa, селекция которых вполне возможна под воздействием имипенема, вследствие чего МИК должны возрастать в 8-16 раз. Такая резистентность требует постоянной экспрессии индуцированной или стабильной нерепрессированной хромосомной бета-лактамазы.

Бета-лактамаза расширенного спектра (БЛРС), способная обеспечивать резистентность к цефалоспоринам третьего поколения, была впервые обнаружена в Германии, и существование данного класса ферментов уменьшает эффективность цефалоспоринов третьего поколения, монобактамов и определенных комбинаций ингибиторов бета-лактамазы, особенно относительно бактерий Escherichia coli і Klebsiella. Распространенность штаммов, продуцирующих БЛРС, достаточно различна во всем мире, особенно часто они встречаются в Латинской Америке, Азиатских странах Тихоокеанского бассейна и некоторых странах Европы. Это еще неполная картина, однако, учитывая отсутствие программ мониторинга резистентности в определенных густонаселенных регионах мира, например Индии, точную оценку распространенности резистентности провести тяжело.

Лишь в незначительном количестве публикаций указана распространенность бактериальной резистентности к грамположительным бациллам (кроме вида Salmonella) в Индии, а внимание большинства из них было сосредоточено на бактерии E. coli, которая имеет связь с развитием диареи. В конце 2001 года группа индийских микробиологов из 10 медицинских центров сообщили об опасно высокой частоте экспрессии БЛРС у штаммов E. coli (61%) и Klebsiella (56-57%). Данное исследование планировалось с целью оценки потенциальной эффективности меропенема против подгруппы наиболее резистентных грамотрицательных бацилл (изолированных в Индийском мониторинговом исследовании в 2001 году), к тому же оно станет основой программы MYSTIC (англ. сокращение — сбор информации о ежегодном тестировании чувствительности к меропенему в Индии), когда его начнут для изолятов 2002 года.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследуемые бактерии

Штаммы были подобранны из изолятов 10 медицинских исследований в 2000–2001 году. Около 100 штаммов изначально были изолированы в следующих медицинских учреждениях: Бангалор (1 учреждение), Индор (1 учреждение), Лукнау (1 учреждение), Бомбей (2 учреждения), Нью Дели (4 учреждения) и Веллор (1 учреждение). Из общего количества 854 верифицированных штаммов было выбрано 155 изолятов с необычно высокой резистентностью к множеству препаратов (РМП), а также штаммы бактерий вида Salmonella (55 штаммов) — возбудителей гематогенных инфекций — из различных географических областей. Все штаммы были получены от госпитализированных пациентов с тяжелыми инфекциями.

Определение чувствительности

Первичное тестирование проводилось по методу Etest (AB Biodisk, Solna, Швеция) относительно шести бета-лактамных препаратов (цефотаксим, цефпиром, цефтазидим, имипенем и пиперкациллин с тазобактамом или без него). Для отдельных штаммов проводилось повторное тестирование относительно 11 препаратов (меропенем, имипенем, цефепим, цефтазидим, цефтизоксим, цефтриаксон, азтреонам, пиперкациллин/тазобактам, ципрофлоксацин, гентамицин и тобрамицин) с применением методики микроразведения среды NCCLS. Определением фенотипа БЛРС служило определение NCCLS, помимо того, каждый изолят был повторно протестирован с использованием специальных бета-лактамных субстратов (цефепим, цефотаксим и цефтазидим) с добавлением клавулановой кислоты.

Молекулярная эпидемиология

Штаммы с МИК ≥2 мг/л для азтреонама, цефотаксима, цефтриаксона или цефтазидима были фенотипически положительны относительно продукции БЛРС. Уменьшение МИК в восемь раз и более являлось свидетельством наличия БЛРС, не подвергающейся ингибированию. Штаммы, характеризующиеся (1) количественно подобными антибиотикограммами относительно 11 препаратов; (2) изоляцией в одном учреждении одновременно и (3) одинаковым фенотипом резистентности БЛРС, позже были подвергнуты исследованию по методу молекулярного типирования, в частности, автоматического рибосомального типирования и пульсового электрофореза в геле (ПЭГ).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Из 212 штамов, указанных в таблице 1, 125 были верифицированы как изоляты, продуцирующие БЛРС, 11 из них относились к видам E. coli и Klebsiella. Среди 57 штаммов бактерий вида Salmonella, полученных от пациентов с бактериемией, большинство штаммов оказались резистентными к пенициллинам старых поколений (ампициллин; данные не приведены), помимо того, было идентифицировано три фенотипа БЛРС. Два (3,9%) из этих штаммов продуцировали ферменты, которые удавалось подавлять клавулановой кислотой в концентрации 4 мг/л. Меропенем проявлял активность относительно всех штаммов вида Salmonella и преобладал над всеми остальными препаратами как по силе действия (100,0% (МИК90 0,03 мг/л) в противовес 94,7–96,5%, см. таблицу 2), так и по спектру активности.

Таблица 1. Список протестированных микроорганизмов и данные их резистентности
(212 изолятов из Индии, 200-2001)

Организм Кол-во протестированных микроорганизмов БЛРСа Комментарий
Фенотип Подтверждено

E. coli

74

71

65

Было протестировано два чувствительных контроля

Salmonella

57

3

2

Преобладающая выборка, бактерие­мические

Klebsiella

53

48

46

Было протестировано три контроля

Enterobactericae

13

9

8

Все резистентны к ≥3 классам противо­микробных средств

Другие микроорганизмы

15

4

4

Только штаммы с резистентностью ко многим препаратам

Всего

212

135

125

-

аФенотип, штаммы с МИК ≥2 мг/л для азтреонама или цефтриаксона и цефтазидима; верифи­циро­ванные штаммы с фенотипом и ≥ восьмикратным уменьшением МИК при наличии клавулановой кислоты (2 мг/л).

бВключая бактерии вида Acinetobacter (четыре штамма), Citrobacter freundii (два штамма), P. Aeruginosa (четыре штамма) и по одному штамму из видов P. Sutzeri, Pseudomonas и Ralstonia pickettii.

Таблица 2. Активность и спектр действия меропенема по сравнению с девятью другими противомикробными препаратами при тестировании инвазивных изолятов бактерий вида Salmonella в Индии

Микроорганизм (кол-во тестированных) Противомикробный препарат МИК (мг/л) % по категорииа
50% 90% Диапазон Чувствительные Резистентные

Salmonella (57)

Меропенем

≤0,016

0,03

≤0,016–0,06

100,0

0,0

Цефтазидим

0,25

0,5

≤0,12–>16

94,7

5,3б

Цефтизоксим

0,03

0,06

≤0,016–>32

94,7

5,3

Цефтриаксон

0,12

0,12

0,06–>16

94,7

5,3б

Цефепим

≤0,12

≤0,12

≤0,12–>16

96,5

1,8

Азтреонам

≤0,12

0,25

≤0,12–>16

94,7

5,3б

Пиперкациллин/тазобактам

0,5

2

≤0,25–128

94,7

5,3

Ципрофлоксацин

≤0,25

0,5

≤0,25–>2

96,5

3,5

Гентамицин

≤2

≤2

≤2–> 8

94,7

5,3

Тобрамицин

≤1

≤1

≤1–>8

94,7

5,3

аКритерии чувствительности NCCLS.

бТри (3) штамма соответствовало критериям фенотипа БЛРС, два удавалось подавить клавуланатом в концентрации 4 мг/л (положительный результат подтверждающего теста).


Среди 21 штамма бактерии E. coli с фенотипом БЛРС 65 продуцировали фермент, ингибировать который не удавалось (Таблица 3). Меропенем проявил высокую активность против всех штаммов в концентрации ≤0,12 мг/л (МИК90 0,06 мг/л). Пиперкациллин/тазобактам занял второе место по спектру активности с ингибированием всего лишь 80,3% штаммов (чувствительные) при концентрации ≤16 мг/л. Все штаммы E. Coli, продуцирующие БЛРС, были резистентными к ципрофлоксацину, и такие БЛРС-продуцирующие изоляты с резистентностью к фторхинолонам присутствовали в каждом из 10 медицинских центров.

Таблица 3. Противомикробная активность меропенема и девяти препаратов широкого спектра действия против 119 штаммов E.coli и Klebsiella с положительным результатом скрининга на БЛРС

Микроорганизм (кол-во тестированных) Противомикробный препарат МИК (мг/л) % по категорииа
50% 90% Диапазон Чувствительные Резистентные

Вид Salmonella (71)

Меропенем

0,03

0,06

≤0,016–0,12

100,0

0,0

Цефтазидим

>16

>16

2–>16

7,0

52,1

Цефтизоксим

>32

>32

4–>32

8,5

81,7

Цефтриаксон

>32

>32

>32

0,0

100,0б

Цефепим

>16

>16

8–>16

2,8

84,5

Азтреонам

>16

>16

16–>16

0,0

98,6б

Пиперкациллин/тазобактам

8

32

2–>128

80,3

2,8

Ципрофлоксацин

>2

>2

>2

0,0

100,0

Гентамицин

>8

>8

≤2–>8

12,7

87,3

Тобрамицин

>8

>8

≤1–>8

4,2

95,8

Вид Klebsiella (48)

Меропенем

0,03

0,06

≤0,016—1

100,0

0,0

Цефтазидим

>16

>16

8–>16

8,3

72,9

Цефтизоксим

>32

>32

8–>32

2,1

70,8

Цефтриаксон

>32

>32

32–>32

0,0

95,8б

Цефепим

>16

>16

1–>16

8,3

85,4

Азтреонам

>16

>16

8–>16

2,1

97,9б

Пиперкациллин/тазобактам

8

32

2–>128

62,5

16,7

Ципрофлоксацин

>2

>2

≤0,25–>2

39,6

35,4

Гентамицин

>8

>8

≤2–>8

8,3

91,7

Тобрамицин

>8

>8

≤1–>8

6,3

93,7

аФенотип БЛР согласно критериям NCCLS. В целом 11 штаммов (93,3%) имели фермент, который удавалось ингибировать клавулановой кислотой (4 мг/л), положительный подтверждающий тест.

бНаиболее чувствительные к ферменту субстраты для идентификации БЛРС в Индии.


Фенотип БЛРС был подтвержден ингибированием клавулановой кислотой у 46 из 48 (95,8%) штаммов вида Klebsiella (Таблицы 2 и 3), а меропенем оказался наиболее активным противомикробным препаратом (МИК90 0,06 мг/л, 100,0% чувствительных) относительно данных штаммов, ему уступали пиперкациллин/тазобактам (62,5% чувствительных) и ципрофлоксацин (39,4% чувствительных). У бактерий видов E. coli и Klebsiella отмечался высокий уровень комбинированной резистентности к некарбапенемовым бета-лактамным антибиотикам, аминогликозидам и ципрофлоксацину (таблица 3).

Из 18 других исследуемых штаммов энтеробактерий с РМП (Таблица 1) 13 имели фенотип БЛРС, среди них относительно 12 штаммов продукция БЛРС была засвидетельствована с помощью сравнительных методик. В таблице 4 приведен список этих 12 штаммов и продемонстрирована вероятная клональная диссеминация штаммов вида Enterobacter (четыре изолята) в медицинском центре F и штаммов Proteus stuartii в медицинском центре В. Только меропенем проявлял активность в лабораторных условиях (in vitro) относительно данных эпидемических скоплений штаммов.

В целом меропенем оказался в четыре раза активнее другого исследуемого карбапенема (имипенем) (рисунок 1) относительно всех штамов БЛРС из Индийских больниц, проявляя практически полную активность (99,1% в концентрации ≤4 мг/л). Лишь два штамма (видов Acinetobacter и Pseudomonas putida) характеризовались МИК 8 мг/л или средей чувствительностью к меропенему (данные не приведены).

img 1

Рис. 1. Сравнение силы действия двух карбапенемов (меропенем, имипенем) при тестировании против полного набора 212 грамотрицательных бацилл с резистентностью ко многим препаратам в Индии (2000–2001).

ОБСУЖДЕНИЕ

Высокий уровень бета-лактамной резистентности (засвидетельствовано фенотипом БЛРС) отмечался у нескольких кишечных палочек (также из вида Salmonella) в каждом из 10 индийских медицинских центров среди штаммов, протестированных в исследовании программы MYSTIC. В Индии существование штаммов Klebsiella pneumoniae, продуцирующих БЛРС, было впервые обнаружено в Веллоре в 1995 году, где 15 штаммов с резистентностью к цефтазидиму были верифицированы как продуцирующие БЛРС. В следующем году Петер и соавт. сообщили, что частота резистентности к цефалоспоринам третьего поколения составляет 25–65% среди бактерий вида Klebsiella pneumoniae, что основывалось на данных, полученных автором от ведущих микробиологов крупнейших больниц в больших городах Индии. Он также сообщал, что частота резистентности к цефалоспоринам третьего поколения среди бактерий вида P. Aeruginosa достигает 50%. Анализ возможных причин такого быстрого развития резистентности был приведен в сопроводительном письме в 1997 году. Небольшой процент затрат валового дохода в общественном секторе (1,3%), применение противомикробных препаратов плохого качества и с низкой активностью, нецелесообразное назначение низких доз и плохое соблюдение пациентами схемы лечения — перечисленные факторы были предложены в качестве возможных условий для развития резистентности.

Небольшое количество публикаций из Индии в международной литературе об РМП изолятах и БЛРС-продуцирующих штаммах бактерий E. coli и Klebsiella контрастирует с изобилием публикаций о развитии резистентности у видов Salmonella или E. coli, являющихся возбудителями кишечных инфекций. Первая эпидемическая вспышка вследствие плазмидной передачи произошла в Индии (Керала) в 1972 году и процент штаммов S. typhi с плазмидной РМП (согласно данным авторов) возрос до 50% к 1991 году; такой уровень сохранялся в последующие годы с единственным отличием, состоящем в переходе от фага О к Е. Лишь в немногих странах Западной Азии тихоокеанского региона частота БЛРС среди бактерий вида E. coli превышает таковую у бактерий вида Klebsiella (Япония), однако в Индии, очевидно, имеет место такая тенденция в сочетании с относительно высокой частотой для данной географической области.

В недавнем обзоре на тему металло-бета-лактамаз у бактерий вида P. aeruginosa Ливермор высказывал мнение относительно профилактики и борьбы с РМП. Он предлагал использовать меропенем против чувствительных бактерий вида P. aeruginosa, поскольку для развития резистентности к данному карбапенему необходимо наличие двух мутаций (усиленное выведение и потеря OprD). К тому же ограниченная чувствительность эндемических энтеробактерий к пенициллинам с ингибитором бета-лактамазы или без него, цефалоспоринов и монобактамов требует более широкого применения карбапенемов в Индии.

Слабый контроль над назначением антибиотиков, нестандартизированный процесс производства и нарушение практики контроля больничных инфекций (см. таблицу 4) вследствие недостаточного финансирования системы здравоохранения создают в Индии подходящие условия для возникновения и дальнейшего распространения резистентных микроорганизмов. Поэтому засвидетельствованная клональная диссеминация бактерий видов Enterobacter и P. stuartii в двух различных медицинских центрах, о чем сообщается в данном исследовании, вызвала большие опасения. Внедрение комплексной программы мониторинга имеет важное значение, так как позволяет оценить современный уровень резистентности и тенденции на будущее, а также определить целесообразность мероприятий, направленных на уменьшение резистентности.

Таблица 4. Дополнительные изоляты энтеробактерий, характеризующиеся наличием БЛРС (чувствительной к ингибированию клавуланатом в концентрации 4 мг/л) согласно модифицированным критериям NCCLS

Микроорганизм (кол-во тестированных) Медицинский центр МИК (мг/л)
Меропенем Цефтриаксон Цефтазидим Цефепим П/Тб Тобрамицин Ципрофлоксацин

Вид Enterobactericae (8)

A

0,03

>32

>16

8

64

>8

≤0,25

C

0,03

>32

>16

>16

64

>8

≤0,25

E

0,06

>32

>16

>16

32

>8

≤0,25

E

0,06

>32

>16

>16

>128

>8

>2

Fc

0,12

>32

>16

>16

128

>8

2

Fc

0,12

>32

>16

>16

128

>8

>2

Fc

0,12

>32

>16

>16

128

>8

2

Fc

0,12

>32

>16

>16

128

>8

2

C. freundii (2)

E

0,03

>32

>16

>16

32

>8

>2

I

0,03

>32

>16

8

4

>8

>2

P. stuartii (2)

Bc

0,03

>32

>16

16

2

8

2

Bc

0,06

>32

>16

>16

2

8

2

Двенадцать протестированных штаммов представляли пять видов.

аСреди девяти штаммов вида Enterobactericae с МИК цефепима в концентрации ≥8 мг/л у восьми была БЛРС, которую не удавалось ингибировать согласно критериям NCCLS.

бП/Т — пиперкациллин/тазобактам.

сКлональные случаи в пределах двух различных медицинских центров были подтверждены молекулярным эпидемиологическим типированием, включительно с ПЭГ и автоматизированным рибосомальным типированием по технологии Riboprinter, Qualicon, Wilmington, DE.


В данном исследовании изолятов в Индии была зафиксирована практически полная (99,1%) чувствительность существующих РМП грамотрицательных бацилл и эндемичных бактерий вида Salmonella к меропенему, поэтому данный антибиотик представляет собой потенциальную ценность как альтернативный препарат для лечения инфекций, вызванных столь распространенными микроорганизмами. Было бы интересно вновь пересмотреть приведенные данные после внедрения карбапенемов в ру тинную клиническую практику этой страны благодаря программе MYSTIC.

Подготовил Роман Шиян