Вплив макролідових антибіотиків на розвиток резистентності мікрофлори рота в дітей

Kastner U., Gugenbichler J. P.
Infection 2001; 29: 251 – 256

Поява антибіотикорезистентності у поширених патогенів дихальних шляхів ускладнила лікування інфекцій верхніх і нижніх дихальних шляхів за останнє десятиріччя, особливо в дітей. Особливою проблемою нині є бета-лактамазо-продукуючі штами Haemophilus influenzae та Moraxella catarrhalis, а також стрептококи групи А (СГА) та Streptococcus pneumoniae зі зниженою чутливістю до широкого спектра антибіотиків, включаючи пеніциліни, цефалоспорини, макроліди та азаліди. Поширення пеніцилін-резистентних штамів S. pneumoniae у світі становило 14,1% в 1997 році, проте про набагато більші відсотки (30–40%) повідомляють в деяких регіонах, особливо в південній Європі (Іспанія та Франція) та південно-східній Азії (більше 70%). Макролідова резистентність зростає в S. pneumoniae драматично до рівня 22%, вона перевищує пеніцилінову резистентність у багатьох країнах. Про підвищені рівні еритроміцинової резистентності в СГА повідомляють часто в таких європейських країнах, як Фінляндія, Італія, Угорщина, Австрія та Іспанія. Крім того, часті невдачі в ерадикації H. influenzae спостерігають у хворих дітей, лікованих макролідами та азалідами з приводу гострого середнього отиту, навіть якщо клінічні ізоляти надалі чутливі in vitro згідно з визначеннями Національного комітету клінічних лабораторних стандартів (НККЛС).

З’ясовано два механізми резистентності до макролідових антибіотиків виду Streptococcus: модифікація прицільного місця та активний ефлюкс (викид) препарату. Модифікація прицільного місця передається метилазою еритроміцинової резистентності, кодованою геном erm, яка зменшує зв’язування макролідів, лінкозамідів та стрептограміну В (MLSB) до рибосомальної субодиниці 50S. Активний ефлюкс препарату передається геном mef та спричинює резистентність тільки до 14- та 15-членних макролідів, її визначають як М-фенотип.

Навіть незважаючи на постійний потік інформації щодо поширеності нечутливих патогенів та їх виявлення подібності в генах антибіотикорезистентності, головні причини резистентності надалі залишаються нез’ясованими. Сучасні спостережні дослідження засвідчили явну асоціацію між призначенням макролідів та резистентністю до них. Подальші дослідження вказували, що надмірна експозиція на антибіотики загалом може підтримувати носійство резистентних штамів ротової та шлунково-кишкової флори, особливо в дітей. Мало того, фармакокінетичні характеристики та фармакодинамічні властивості визначають не тільки антимікробну дію та клінічний результат, а й можуть мати посилений вплив на появу резистентності. Недавно деякі автори обговорили ефект тривалий час діючих макролідів з низьким Cmax та тривалим періодом напіввиведення на розвиток еритроміцинової резистентності. У межах групи макролідових антибіотиків азитроміцин має нетипово довгий період напіввиведення, що веде до утримування субінгібіторних концентрацій протягом подовженого періоду часу.

Ізоляція макролідо-резистентного H. influenzae та Pseudomonas aeruginosa у хворих дітей, які мають мастоїдит через 3 тижні після лікування гострого середнього отиту азитроміцином, підштовхнув нас до вивчення впливу макролідів з різними фармакокінетичними профілями на розвиток макролідо-резистентних мікроорганізмів мікрофлори рота в дітей.

Грамнегативні палички: ентеричні грамнегативні палички та Haemophilus influenzae; інші: види Neisseria, Moraxella catarrhalis, коринеформні бактерії.

Пацієнти та методи

Дітей у віці від 6 місяців до 16 років з інфекціями верхніх або нижніх дихальних шляхів обрали для дослідження, якщо лікарі призначили їм макроліди. З дослідження виключали пацієнтів, яким протягом 14 днів до включення призначали антибіотики, у разі первинної колонізації ротової мікрофлори макролідо-резистентними штамами, порушення функцій нирок чи печінки, за наявності шлунково-кишкових розладів. На підставі комп’ютерної рандомізації сформували групи по 12 осіб, які приймали або еритроміцин (40 мг/кг у трьох поділених дозах), або рокситроміцин (8 мг/кг, один раз на день), або джосаміцин (40 мг/кг у трьох поділених дозах), а також дві групи по 60 осіб, які приймали кларитроміцин (15 мг/кг у двох поділених дозах) або азитроміцин (10 мг/кг один раз на день). Тривалість лікування становила 7 днів, за винятком групи азитроміцину (3 дні).

Мазки з горла брали до антибіотикотерапії, кожного тижня протягом 4 тижнів та на 6-й тиждень після початку лікування; робили посів та культивували 12 год. при температурі 37°С. Після цього визначали чутливість до азитроміцину, кларитроміцину, еритроміцину за допомогою стрічок Е-тесту. Оскільки немає стандартизованих доступних стрічок Е-тесту для джосаміцину та рокситроміцину, то чутливість до них оцінювали за допомогою Е-тесту еритроміцину, враховуючи наявність перехресної резистентності. Потім усі мікроорганізми, визнані резистентними за результатами Е-тесту, досліджували шляхом мікророзведення в бульйоні (МБ) за стандартами НККЛС.

Результати

У дослідження включили 264 пацієнтів від вересня 1996 до грудня 1997 року. Загалом ротова мікрофлора 197 пацієнтів первинно не була колонізована макролідо-резистентними штамами. Шістдесят пацієнтів з груп кларитроміцину та азитроміцину закінчили дослідження, частота виходу з дослідження для кларитроміцину становила 25% (20/80), для азитроміцину – 20% (15/75). Лікування еритроміцином, джосаміцином, рокситроміцином почали 14 пацієнтів, вихід з дослідження — по 2 пацієнти з кожної групи, тому загальна кількість оцінених пацієнтів становила 156. Припинення прийому препарату було передусім наслідком недотримання комплаєнсу досліджуваного препарату та неможливості взяття повторних мазків з горла. Демографічні та клінічні характеристики не відрізнялися між групами лікування з медіаною віку 4,2 року та 49,5% пацієнтів чоловічої статі.

Відсоток пацієнтів, колонізованих макролідо-резистентними штамами між 1 та 6 тижнями, наведено в таблиці 1, що підсумовує природну та набуту резистентність. Оскільки характеристики змішаної резистентності, які виявляють у грампозитивних коків, грамнегативних паличок та Candida, спостерігали приблизно у третини пацієнтів, кількість ізолятів перевищувала кількість пацієнтів. Потім резистентні ізоляти специфікували в групах кларитроміцину та азитроміцину, дані наведено в таблиці 2.

Таблиця 1. Відсоток пацієнтів, колонізованих макролідо-резистентними мікроорганізмами, висіяними між тижнями дослідження, та ідентифікація
резистентних ізолятів до генного рівня

Після 1-го тижня (%) Після 2-го тижня (%) Після 3-го тижня (%) Після 4-го тижня (%) Після 6-го тижня (%)

Кларитроміцин (n = 60)

Пацієнти з резис­тент­ними ізолятами

36/60 (60)

37/60 (62)

29/60 (48)

20/60 (33)

10/60 (17)

Стрептококи

12/43 (28,5)

9/40 (22,5)

3/32 (9,4)

4/28 (14,2)

3/13 (23,1)

Стафілококи

5/43 (11,4)

5/40 (12,5)

5/32 (15,6)

5/28 (19,0)

2/13 (15,4)

Грамнегативні палички

10/43 (22,9)

15/40 (37,5)

13/32 (40,6)

13/28 (46,0)

6/13 (46,2)

Candida

10/43 (22,9)

10/40 (25,0)

8/32 (25,0)

7/28 (23,8)

2/13 (15,4)

Інші

6/43 (14,3)

1/40 (2,5)

3/32 (9,4)

0 (0)

0 (0)

Азитроміцин (n = 60)

Пацієнти з резис­тент­ними ізолятами

41/60 (68)

50/60 (83)

49/60 (82)

52/60 (87)

51/60 (85)

Стрептококи

23/51 (45,1)

20/56 (35,7)

20/63 (31,7)

13/62 (21,0)

18/62 (29,0)

Стафілококи

6/51 (11,8)

9/56 (16,1)

12/63 (19,1)

12/62 (19,4)

11/62 (17,8)

Грамнегативні палички

10/51 (19,5)

16/56 (28,6)

21/63 (33,3)

26/62 (41,9)

27/62 (43,6)

Candida

6/51 (11,8)

6/56 (10,7)

8/63 (12,7)

6/62 (9,7)

3/62 (4,8)

Інші

6/51 (11,8)

5/56 (8,9)

2/63 (3,2)

5/62 (8,0)

3/62 (4,8)

Еритроміцин (n = 12)

Пацієнти з резис­тент­ними ізолятами

5/12 (42)

5/12 (42)

1/12 (8,3)

0/12 (0)

2/12 (17)

Стрептококи

2/5 (40,0)

2/5 (40,0)

1/12 (8,3)

0

2/2 (100,0)

Стафілококи

2/5 (40,0)

2/5 (40,0)

0

0

0

Грамнегативні палички

1/5 (20,0)

0

0

0

0

Candida

0

0

0

0

0

Інші

0

0

0

0

0

Рокситроміцин (n = 12)

Пацієнти з резис­тент­ними ізолятами

11/12 (92)

11/12 (92)

9/12 (75)

5/12 (42)

3/12 (25)

Стрептококи

5/11 (45,5)

5/11 (45,5)

3/10 (30,0)

1/5 (20,0)

1/4 (25,0)

Стафілококи

2/11 (18,2)

2/11 (18,2)

3/10 (30,0)

1/5 (20,0)

0

Грамнегативні палички

3/11 (27,3)

3/11 (27,3)

3/10 (30,0)

2/5 (40,0)

1/4 (25,0)

Candida

1/11 (9,0)

1/11 (9,0)

1/10 (10,0)

1/5 (20,0)

1/4 (25,0)

Інші

0

0

0

0 (0)

0

Джосаміцин (n = 12)

Пацієнти з резис­тент­ними ізолятами

7/12 (58)

6/12 (50)

5/12 (42)

3/12 (25)

2/12 (17)

Стрептококи

3/8 (37,5)

3/6 (50,0)

3/6 (50,0)

1/3 (33,3)

2/2 (100,0)

Стафілококи

0

1/6 (16,7)

2/6 (33,3)

0

0

Грамнегативні палички

3/8 (37,5)

2/6 (33,3)

0

1/3 (33,3)

0

Candida

2/8 (25,0)

0

1/6 (16,7)

1/3 (33,3)

0

Інші

0

0

0

0

0

Таблиця 2. Резистентні види в групах кларитроміцину та азитроміцину

Кларитроміцин (%) Азитроміцин (%)

Грамнегативні палички

n = 50

n = 100

Види Enterobacter

19 (38)

48 (48,0)

Види Klebsiella

6 (12)

28 (28,0)

Види Haemophilus

2 (4)

1 (1,0)

Види Pseudomonas

10 (20)

7 (7,0)

Неспецифіковані

13 (26)

16 (16,0)

Стрептококи

n = 38

n = 94

S. viridans

21 (81,6)

73 (77,4)

Enterococcus faecalis

6 (15,8)

17 (18,3)

S. pneumoniae

1 (2,6)

4 (4,3)

Стафілококи

n = 22

n = 50

S. aureus

7 (31,8)

36 (72,0)

При порівнянні груп кларитроміцину та азитроміцину по 60 осіб у кожній макролідо-резистентні мікроорганізми, переважно грампозитивні коки, появлялися в мікрофлорі рота протягом першого тижня. Хоча частота резистентних ізолятів зменшувалася в групі кларитроміцину, у дітей з групи азитроміцину накопичувалася підвищена частота грамнегативних паличок та макролідо-резистентних грампозитивних коків. У кінці дослідження 51/69 (85%) дітей з групи азитроміцину були носіями макролідо-резистентних мікроорганізмів у ротовій порожнині з однаковими частками набутої та природної резистентності. Це було статистично суттєвою різницею від групи кларитроміцину (р <0,0001).

З 12 пацієнтів, які отримували рокситроміцин, в 11 засвідчено мікроорганізми, резистентні до еритроміцину через 1 тиждень, ця кількість поступово знизилася до остаточного числа 3 дітей через 6 тижнів. Грампозитивні коки та грамнегативні палички (тобто P. aeruginosa та Enterobacter cloaceae) були рівномірно розподілені серед макролідо-резистентних ізолятів. Один пацієнт був колонізований Candida albicans протягом усього дослідження. Через 1 тиждень мікрофлора рота семи з 12 пацієнтів, лікованих джосаміцином, містила штами, резистентні до еритроміцину, а через 6 тижнів тільки 2/12 пацієнтів були колонізовані такими штамами. Менше резистентних штамів ізолювали від дітей, лікованих еритроміцином. Макролідо-резистентні штами появлялися через 1-2 тижні в 42% (5/12) пацієнтів, цей показник знижувався до 2/12 пацієнтів через 6 тижнів. Не ізолювали грамнегативних ентеричних бактерій чи C. albicans.

Навіть якщо клінічне поліпшення наставало в усіх дітей у межах першого тижня (повна відсутність симптомів та ознак інфекції), частота рецидиву інфекції суттєво відрізнялася між окремими макролідовими антибіотиками. Не було рецидиву інфекції в межах 6 тижнів після лікування еритроміцином, рокситроміцином чи джосаміцином. Проте 7/60 пацієнтів, лікованих азитроміцином, мали рецидив інфекції в межах 2–7 тижнів після початку лікування. У цих пацієнтів ізолювали при посівах мазків з горла Klebsiella oxytoca та макролідо-резистентні штами S. pneumoniae від двох пацієнтів, а також H. influenzae, Staphylococcus aureus та P. aeruginosa у кожного з решти пацієнтів. Клінічними діагнозами були гострий середній отит у 3-х пацієнтів, фарингіт у двох пацієнтів, синусит в одного пацієнта, бронхіт/бронхопневмонія в одного пацієнта. Крім того, одну дитину госпіталізували з приводу приступів апное, вторинних до вірусного риніту, цей випадок асоціювався з суперінфекцією Enterobacter cloaceae, яка колонізувала слизову носа.

На відміну від групи азитроміцину, тільки 1/60 пацієнт з групи кларитроміцину мав рецидив інфекції. У нього був синусит через 4 тижні після закінчення лікування кларитроміцином. Від цього пацієнта ізолювали макролідо-резистентний S. aureus.

Обговорення

Поява резистентних патогенів є все зростаючою проблемою, особливо при лікуванні дітей. Неадекватне використання антибіотиків у дітей, практика постійного, повторного та профілактичного виписування антибіотиків протягом останнього десятиріччя сприяла розвитку резистентних механізмів проти багатьох антибіотиків, які широко застосовують у педіатричній практиці.

Для вибору ефективної антибактеріальної терапії показники МІК, час більше МІК та сироваткова концентрація є основними в оцінці клінічної ефективності проти мікробних збудників. Проте поява нових препаратів з тривалим періодом напіввиведення змушує визначати нові фармакокінетичні/фармакодинамічні (ФК/ФД) параметри (наприклад, зона під інгібіторною кривою [ЗПІК]) для прогнозування оптимальної схеми для бактеріальної ерадикації. Добре відомо, що субінгібіторні концентрації антибіотиків сприяють селекції резистентних мутантів, особливо макроліди можуть індукувати резистентність при концентраціях, менших МІК. Це було засвідчено in vitro для штамів S. pneumoniae, які підлягали серійним пасажам у присутності субінгібіторних концентрацій макролідів. Механізм резистентності в азитроміцин-селекціонованих мутантів, які походять від макролідо-чутливих (тобто ermB- та mefE-негативних) батьківських штамів після 10–42 пасажів, вважають наслідком мутації домену V 23S мРНК або рибосомального протеїну L4. Мутанти, отримані від батьківських штамів з наявністю mefE, розвивали підвищені МІК (16–32 мкг/мл) дуже швидко, як звичайно, в межах менш як 10 пасажів у присутності субінгібіторних концентрацій азитроміцину.

При порівнянні макролідів, які нині застосовують у педіатричній практиці, засвідчено велику різницю в їх фармакокінетичних профілях. Азитроміцин характеризується особливо довгим періодом напіввиведення (до 72 год.). Ця властивість робить препарат привабливим для застосування у дітей, оскільки схема лікування ним передбачає прийом один раз на добу протягом лише трьох днів. Проте азитроміцин елімінується дуже повільно та створює субінгібіторні концентрації в рідині, яка вкриває епітеліальні покриви, та інфікованих тканинах протягом кількох тижнів. Діти підлягають експозиції на показники ЗПІК азитроміцину, істотно нижчі від меж, прийнятих нині для провідних патогенів інфекцій дихальних шляхів. Це може сприяти селекції резистентних штамів та мікробіологічній невдачі лікування надалі.

Як випливає в цього дослідження, нормальна мікрофлора порушується у більшій чи меншій мірі залежно від фармакологічних профілів відповідних макролідів. 85% пацієнтів, лікованих азитроміцином, були колонізовані макролідо-резистентними мікроорганізмами через 6 тижнів після лікування порівняно з 17% пацієнтів, лікованих кларитроміцином, еритроміцином та джосаміцином, а також 33% пацієнтів, лікованих джосаміцином. Оскільки кількість макролідо-резистентних мікроорганізмів є суттєво більшою в лікованих азитроміцином пацієнтів порівняно з іншими макролідами, то ми робимо висновок, що фармакокінетика азитроміцину з утворенням субінгібіторних концентрацій протягом кількох тижнів сприяє розвитку резистентності. Сім із 60-ти дітей, лікованих азитроміцином, мали рецидив інфекції протягом часу спостереження переважно внаслідок постійної дестабілізації мікрофлори рота. Нормальна мікрофлора корисна для макроорганізму та, імовірно, має антагоністичну дію щодо інвазійних патогенів. Оскільки антибіотикотерапія завжди уражатиме цю першу “лінію захисту”, то препарати широкого спектра та антибіотики з пролонгованим виведенням із тканин можуть сприяти надмірному росту потенційно патогенних мікроорганізмів та поширенню механізмів резистентності. Пошук фенотипів та генотипів макролідо-резистентних грампозитивних бактерій виявив мобільний mef-ген у чотирьох різних видів, які поширені в ротоглотці. Передача таких генів відбувається серед S. pneumoniae, а також між неспорідненими видами, такими як Micrococcus luteus, видів Corynebacterium, зеленастих стрептококів та видів Enterococcus. Отже, спроможні до передачі генетичні елементи дають можливість генам антибіотикорезистентності поширюватися як до симбіотичних мікроорганізмів, так і до штамів, які можуть викликати захворювання. Пролонговане носоглоткове носійство резистентних бактерій є важливим фактором дисемінації резистентних клонів, особливо серед дітей та між членами сім’ї.

Тому раціональна антибіотикотерапія повинна передбачати не тільки знання патогенів та їх чутливості, але також спектр та фармакокінетичні властивості відповідних антимікробних препаратів. Треба брати до уваги тезу, що нормальна мікрофлора є високо уразливим біотопом мікроорганізмів, який піддається впливу при кожному лікуванні антибіотиками. Тому при лікуванні та профілактиці інфекційних захворювань за будь-якої можливості необхідно уникати препаратів зі схильністю створювати субінгібіторні концентрації.

Скорочений виклад Федора Юрочка