для какого воспаления характерно наличие в очаге анаэробных микроорганизмов

Особенности антибактериальной терапии неспецифических анаэробных инфекций

*Пятилетний импакт фактор РИНЦ за 2020 г.

Читайте в новом номере

ГКБ № 23 им. «Медсантруд», Москва

А наэробные бактерии представляют собой разные группы микроорганизмов (рис. 1), способных удовлетворять энергетические потребности при отсутствии кислорода (не более 0,5% для строгих анаэробов и от 2 до 8% для умеренно облигатных анаэробов [1]).

Рис. 1. Рабочая классификация клинически значимых анаэробов

Анаэробы формируют нормальную микрофлору человека и в отдельных локусах (прямая кишка, ротовая полость) превышают на несколько порядков число аэробных (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp. и др.) и факультативно анаэробных (семейство Enterobacteriaceae, Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Enterococcus spp. и др.) микроорганизмов (табл. 1). С практической точки зрения важно знать, какие группы анаэробов колонизируют разные участки тела, так как большинство анаэробных инфекций эндогенного происхождения и анаэробы распространяются из места своего обитания в прилежащие стерильные ткани, где развивается инфекционный процесс. Например, анаэробы группы Bacteroides fragilis колонизируют толстый кишечник и наиболее часто связаны с развитием интраабдоминальных инфекций. Prevotella spp., Porphiromonas spp. и Fusobacterium spp. обитают в верхнем отделе дыхательного тракта и поэтому чаще встречаются среди возбудителей плевролегочных инфекций. Actinomyces spp. колонизируют верхние дыхательные пути и ЖКТ, в связи с чем способны вызывать актиномикозы шейно-лицевой, торакальной и абдоминальной локализации.

Экзогенные анаэробные моноинфекции встречаются относительно редко и в основном связаны с клостридиями. Обычно это пищевые отравления, ботулизм, столбняк, гастроэнтерит и некротический энтерит, мионекроз.

Клостридии. Газовая гангрена (мионекроз) является классической раневой анаэробной инфекцией, вызываемой гистотоксическими клостридиями. Среди них ведущую роль играет C. perfringens (80%), в меньшей степени C. novyi (40%), C. septicum (20%), далее следуют C. histolyticum и C. bifermentans [3]. Гемокультура выделяется у 15% больных [4]. При скальпированных ранах с вовлечением мышечной и других мягких тканей при участии C. perfringens возникает анаэробный целлюлит, также сопровождающийся газообразованием, но в отличие от мионекроза мышцы сохраняют жизнеспособность [5]. К развитию инфекции часто подключаются E. coli, Peptostreptococcus spp, Bacteroides spp. и другие бактерии. Неклостридиальный крепитирующий целлюлит отличается по клинике и более широким спектром ассоциаций возбудителей: Peptostreptococcus spp, Streptococcus spp., S. aureus, E. coli, Klebsiella spp, Proteus spp., Prevotella spp., Porphiromonas spp., группа Bacteroides fragilis. При обеих формах целлюлита в пораженных тканях скапливаются нерастворимые в воде водород и азот, что создает условия для реализации анаэробного пути метаболизма бактерий [6].

У больных с обструктивными или перфоративными повреждениями терминальных отделов подвздошной и толстой кишки клостридии (в первую очередь C. perfringens и C. septicum [7]) участвуют в развитии перитонита, интраабдоминального абсцесса, септицемии. Бактериемия, обусловленная C. septicum, наблюдается у 70-85% больных с карциномой толстой кишки, лейкемией или лимфомой [7]. C. perfringens выделяется из вагины у 1-9% здоровых беременных и небеременных женщин, поэтому возможно возникновение инфекции, чаще после криминального аборта [8]. Токсигенные штаммы C. difficile, колонизирующие толстый кишечник, вызывают псевдомембранозный колит, который лечится приемом внутрь метронидазола или ванкомицина.

Неспороносные грамположительные анаэробы очень чувствительны к действию кислорода даже при использовании транспортных сред и в отличие от других анаэробов при посеве растут более 48 ч, в связи с чем, их значение в патологии часто недооценивается. Среди палочковидных бактерий актиномицеты являются наиболее наглядными условными патогенами, вызывающими актиномикозы разной локализации (в основном экзогенного происхождения). Mobiluncus curtisii и M. mulieris имеют отношение к возникновению бактериального вагиноза (в ассоциации с Gardnerella vaginalis). Eubacterium spp. входят в состав фекальной флоры и иногда вызывают раневую инфекцию и эндокардит. Бифидобактерии и лактобациллы колонизируют толстый кишечник, где снижение их пороговой концентрации сопровождается явлениями дисбактериоза, и вегетируют в ротовой полости; в редких случаях, выходя за пределы своей экологической ниши, они могут вызвать плевропневмонию. Пропионобактерии обитают на коже, а Propionobacterium acnes служит причиной появления угревой сыпи и может вызывать катетерную инфекцию.

Большинство палочковидных анаэробов чувствительны к карбокси- и уреидопенициллинам, цефокситину, карбапенемам и хлорамфениколу. Mobiluncus curtisii и M. mulieris чувствительны к ампициллину, цефалоспоринам, клиндамицину, эритромицину, ванкомицину и резистентны к метронидазолу (МИК₉₀=256 мкг/мл) [11]. Метронидазол не активен против Actinomyces spp. и Propionobacterium spp. (МИК₉₀ варьирует от 25 до >125 мкг/мл), но 92% культур Eubacterium spp. сохраняют к нему чувствительность [12].

Пептострептококки наиболее широко представлены в качестве возбудителей анаэробных инфекций. С ними тесно связана этиология послеродового эндометрита: Peptostreptococcus magnus (41%), P. tetradius (26%), P. asaccharoliticus (20%), P. anaerobius (19%), P. prevotii (15%), P. niger (4%) [13]. Они часто выделяются при тубоовариальных абсцессах, воспалительных заболеваниях органов малого таза, септическом аборте, амнионите и хориоамнионите [14], нередко в ассоциациях с Prevotella spp., Porphiromonas spp., E. coli, Streptococcus spp., а также при периодонтитах, хроническом среднем отите, хроническом синусите, абсцессе мозга. При их аспирации из ротовой полости возникают пневмониты, некротизирующая пневмония, легочные абсцессы, эмпиема плевры (часты ассоциации со стрептококками и кишечной палочкой). Перечисленные заболевания нередко сопровождаются бактериемией. При перитонитах пептострептококки участвуют в смешанных инфекциях. P. magnus играет важную роль при инфекциях костей и суставов, катетерной инфекции.

Грамотрицательные анаэробы выделяются более чем у 50% больных при неспецифических инфекциях. Среди них ведущее положение занимает группа Bacteroides fragilis, включающая разные виды, из которых наибольшее клиническое значение имеют B. fragilis и B. thetaiotaomicron, прежде всего при абдоминальных инфекциях, а также инфекциях других локализаций. Бактероиды группы fragilis превалируют среди нормальной микрофлоры ЖКТ, в незначительном количестве встречаются в нижних отделах генитального тракта и практически отсутствуют в ротовой полости и среди микрофлоры верхних дыхательных путей (ВДП). Они продуцируют бета-лактамазы, что определяет профиль их антибиотикоустойчивости.

Fusobacterium nucleatum обычно встречаются во рту, генитальном тракте, ЖКТ, ВДП и могут вызывать абсцессы мозга, легких, септический артрит и другие инфекции соответствующей локализации. Fusobacterium necroforum отличается высокой вирулентностью и является возбудителем тяжелого тонзиллофарингита у детей и лиц молодого возраста (ангина Венсана), вплоть до образования метастатических абсцессов в легких, плевральной полости, печени, крупных суставах, сопровождающихся бактериемией [17].

Рис. 2. Влияние сроков транспортировки биоматериалов на высеваемость разных групп бактерий

Показания к обследованию на анаэробы ограничиваются следующими патологическими состояниями:

— сепсис неясной этиологии;

— гангрена, абсцессы, флегмона;

— нагноения ран с подозрением на анаэробную инфекцию.

Анаэробную инфекцию можно заподозрить по ряду косвенных признаков. Это прежде всего наличие заболевания, прочно ассоциируемого с анаэробной этиологией (периодонтит, аспирационная пневмония, интраабдоминальная инфекция, раны после укусов животных и человека), и клинических условий, связанных с деструкцией тканей и бедным их кровоснабжением (при травме, злокачественных новообразованиях). Существенную роль играет близкая локализация инфекции к поверхности слизистых оболочек, газообразование в ткани, формирование абсцесса, гнилостный запах отделяемого. И, наконец, обнаружение гранул серы в содержимом гайморовых пазух наводит на мысль об актиномикозе. Однако ни один из перечисленных признаков не является специфичным, и для объективного подтверждения анаэробной инфекции требуется посев соответствующих биоматериалов. Материалами для исследования служат:

— кровь, ликвор (особенно, если он мутный), плевральная, перитонеальная, синовиальная жидкости;

— гной из абсцессов и других закрытых полостей (транспортируют в шприце с полностью вытесненным воздухом и согнутой у основания иглой). Если объем гноя превышает 2 мл, то в пробирке под резиновой пробкой сохраняются относительно анаэробные условия в течение нескольких часов;

— материалы из глубоких отделов свища (после очистки и асептической обработки наружного отверстия) и ран. Если нет возможности использовать метод аспирации шприцом, материал берут стерильным ватным тампоном, который помещают в анаэробную среду сохранения и до транспортировки в лабораторию содержат при комнатной температуре;

— фрагменты костной и мышечной ткани размером 1х1 см, взятые из глубокого очага воспаления во время операции. Если сроки доставки материалов в лабораторию превышают 15-20 мин, фрагменты тканей погружают в небольшой объем стерильной смеси, состоящей из цитратной донорской крови и 90% стерильного изотонического раствора хлористого натрия.

Не подлежат исследованию на анаэробы:

— отделяемое поверхностных ран, язв;

— мазки из зева, носа, ротовой полости;

— мазки из влагалища, цервикального канала;

— мокрота, бронхиальные смывы;

— моча (кроме мочи, полученной надлобковой пункцией мочевого пузыря);

— содержимое желудка, тонкого и толстого кишечника;

Основы антибактериальной терапии анаэробных инфекций. Учитывая трудоемкость и длительность получения результатов, определение чувствительности анаэробов к антибиотикам, согласно Международным рекомендациям [23] показано при выделении:

— анаэробных гемокультур и штаммов из ликвора;

— изолятов в чистой культуре и от больных, неподдающихся антибиотикотерапии;

— штаммов при инфекциях, требующих длительного лечения (особенно, когда мониторинг затруднен, как при остеомиелитах).

Обычно используют метод разведений в агаре, микро- (на плашках) и макро- (в пробирках) разведений в бульоне.

Поскольку антианаэробная терапия чаще всего проводится эмпирически, важно знать тенденции формирования резистентности клинических изолятов к антимикробным препаратам (табл. 3).

Европейские данные по группе Bacteroides fragilis, как и результаты отечественных исследователей, свидетельствуют о неэффективности ампициллина и снижении активности цефокситина (антибиотик из группы цефамицинов, отличающихся антианаэробным спектром), более выраженной в Российском регионе, несмотря на то, что этот препарат не применяется в отечественной практике. Обращает внимание рост устойчивости бактероидов к клиндамицину, единичные штаммы резистентны к имипенему. Метронидазол (Метрогил) сохраняет свою активность против разных групп анаэробов (как указывалось выше, исключение составляют актиномицеты и пропионобактерии) и имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими антианаэробными препаратами.

Имеется широкий перечень показаний для его применения: некротические инфекции мягких тканей; хронические остеомиелиты и септический артрит; интраабдоминальные инфекции (перитонит, внутрибрюшинный абсцесс, абсцесс печени, инфекция желчного пузыря); инфекции в области малого таза (эндометрит, пельвиоперитонит, инфицированный аборт и др.); анаэробные эндокардиты; инфекции дыхательных путей (абсцесс легкого, эмпиема плевры); инфекции полости рта и околозубных тканей; профилактика анаэробной инфекции при хирургических вмешательствах в колоректальной области, на желчном пузыре, в области малого таза, в ротовой полости. Метронидазол применяют для лечения псевдомембранозного колита (C. difficile) и некротического колита, вызванного C. perfringens, а также неспецифического язвенного колита и болезни Крона, при которых возможна активация анаэробной флоры.

При многоцентровом рандомизированном двойном слепом исследовании эффективности лечения тяжелых интраабдоминальных инфекций комбинацией метронидазола с ципрофлоксацином при инфузионной и ступенчатой терапии в сравнении с имипенемом были получены одинаковые показатели исходов заболеваний в группах сравнения (82-84% излечения) [29], но фармакоэкономические преимущества были на стороне комбинированной ступенчатой терапии метронидазолом и ципрофлоксацином [30].

При лечении инфекций полимикробной этиологии подбор антибактериальных препаратов осуществляют с таким расчетом, чтобы по возможности максимально перекрыть спектр наиболее значимых предполагаемых возбудителей. Это особенно важно для анаэробов, поскольку чаще всего, в отсутствие микробиологических возможностей, ни подтвердить, ни опровергнуть их наличие в биоматериалах в ранние сроки не представляется возможным. Обычная практика применения метронидазола при тяжелых смешанных инфекциях подразумевает его комбинацию с ципрофлоксацином, либо с цефалоспоринами III-IV поколений (цефотаксим, цефтриаксон, цефтазидим, цефоперазон, цефепим) или с аминогликозидами (амикацин, нетилмицин). Из других лекарственных средств, обладающих антианаэробной активностью, часто используют ингибиторзащищенные аминопенициллины (ампициллин/сульбактам и амоксициллин/клавуланат, например, при хроническом синусите, хроническом среднем отите), пиперациллин/тазобактам (в основном при интраабдоминальных инфекциях и гнойно-воспалительных процессах в малом тазу), линкозамиды (клиндамицин и гораздо чаще применяемый в России линкомицин) в комбинации с антибиотиками широкого спектра, карбапенемы (имипенем или меропенем) при проведении монотерапии. Перспективными препаратами в лечении анаэробных инфекций за счет широкого антимикробного спектра являются цефоперазон/сульбактам и моксифлоксацин.

Выбор схемы лечения во многом зависит от локализации первичного очага и характера инфекции, тяжести состояния больного, средней продолжительности лечения соответствующей нозологической формы заболевания, медико-экономических возможностей лечебного учреждения. Имеющиеся отечественные руководства последнего периода по антибактериальной терапии [31,32] содержат конкретные рекомендации по применению современных средств в лечении широкого круга неспецифических гнойно-воспалительных заболеваний, в том числе анаэробных инфекций.

Источник

Для какого воспаления характерно наличие в очаге анаэробных микроорганизмов

Содержание

Введение

Согласно определению сепсиса – это патологический процесс, в основе которого лежит реакция организма в виде генерализованного (системного) воспаления на инфекцию различной природы (бактериальную, вирусную, грибковую).

Существующая методология микробиологического обследования пациента в клинических лабораториях по разным причинам сводится к анализу всего лишь десятка родов аэробных микроорганизмов из числа энтеробактерий, аэробных кокков и псевдомонад. Невольно игнорируется большинство клинически значимых микробов из числа аэробных актинобактерий, всех анаэробов и других трудно культивируемых микроорганизмов. Число неучтенных при обследовании каждого больного составляет сотни видов, так как известно, что в организме человека и в окружающей среде присутствует более 1200 видов, способных вызвать инфекционных процесс или воспаление (Gerritsen, 2011). Если они известны, и их клиническая значимость описана, значит, они выращены и регулярно культивируемы в искусственных условиях. Об этом свидетельствуют материалы солидных руководств по клинической микробиологии, публикации в периодической научной печати и многочисленные диссертации разного уровня, защищенные в России и за рубежом. Пользуясь информационной мощью сети Интернет нетрудно показать, что каждый микроб является потенциально патогенным. Лактобациллы и бифидобактерии, причисляемые к абсолютно полезным микробам оказываются агентами многих воспалительных процессов, в том числе септических состояний и эндокардита (Gyoung, 1999, Cannon, 2005). Кроме того на сегодня не вызывает сомнений, что инфекции и воспаления не являются моноэтиологичными, рано или поздно выясняется участие в них группы микроорганизмов, объединенных в генетически и трофически организованные сообщества, называемые биопленками. Сам организм человека оказывается основным источником микробов, «так как показано, что в этиопатенезе послеоперационной инфекции и сепсиса ведущую роль играет эндогенная микрофлора больных» (Попов, 2009), и в первую очередь анаэробов. Анаэробы — доминанты микробиоты человека. Их места обитания – плотные мукопептиды слизистых оболочек кишечника, дыхательных путей, урогенитального тракта и закрытых от прямого доступа кислорода компартментов кожи. Аэробы не характерны для таких мест обитания микроорганизмов. Приходится признать, по современным научным представлениям о микроэкологии человека, что аэробы вторичны в количественном (и функциональном плане тоже) в нормальной и патофизиологии его органов. Отсюда следует, что источники инфекции (кроме особо опасных) сосредоточены преимущественно внутри человека, а не в окружающей среде, что доля анаэробов существенно превалирует над аэробами и это пора учесть в практике рутинных анализов лабораторий клинической микробиологии.

В такой ситуации аэробы, являющиеся основным объектом работы клинических лабораторий, представляются лишь как биологические маркеры основной инфекции, вызванной анаэробами. Кроме того, практика посева на питательные среды из мочи, крови, ликвора противоречит здравому смыслу выявления агента инфекции, так как сами эти биологические жидкости по определению стерильны, содержат компоненты иммунной системы макроорганизма, то есть препятствуют выживанию микробов. Вероятность высева микробов из мазков тампонами со слизистых также мало вероятна, так как по существу организации микробной биопленки в них может содержаться лишь выведенный на поверхность микробный дебрис или нежизнеспособные клетки. Например, из 259 образцов крови исследованных на стерильность, только 59 (23%) оказались положительными, из 495 посевов мокроты (это проба непосредственно из инфекционного локуса, где обильное микробное сообщество) только 101 (20%) положительный, из 6 посевов из раны – положительный 1 (Попов, 2009).

Роль микробов в этиологии сепсиса

Концептуально проблема участия микроорганизмов в септическом процессе исчерпывающе освещена в лекции Ерюхина И.А., прочитанной в Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова, Санкт-Петербург (Ерюхин, 2005). Трудно перефразировать авторитета, поэтому мы приводим почти полностью большую цитату из этой лекции.

«Все микроорганизмы отдают предпочтение вполне определенным ареалам своего обитания, где они естественным образом концентрируются и размножаются, образуя микробиоценозы. Это превращение комменсалов в популяцию патогенов в ассоциативных системах условно-патогенных микроорганизмов, которое мы постоянно наблюдаем. Один из «социальных» микробиологических феноменов получил обозначение «quorum sensing». Это своеобразный феномен толпы, которая, достигнув критической массы (кворума), начинает самовозбуждаться, лавинообразно наращивая свою агрессивность. В основе феномена лежит способность микробов, объединенных в ассоциацию, выделять во внешнюю среду короткие пептиды — аутоиндукторы, которые затем вновь ими поглощаются и создают эффект экспрессии вирулентности [Сидоренко 2001]. Другой микробиологический феномен «социальной» природы — колонизационная резистентность. Она широко обсуждается применительно к естественным микробиоценозам и считается для них передовым рубежом защиты от вовлечения в инфекционный процесс [Сидоренко, 2001], однако колонизационная резистентность проявляется и в патологических микробиоценозах, затрудняя их санацию. Третья форма ассоциативного поведения микропатогенов, имеющая аналоги в социальной сфере, — формирование «миграционных поселений» в виде микробных пленок на поверхностных структурах не только питательных сред, но и чужеродных имплантатов, искусственно внедряемых в организм. Клинически (визуально) это выражается более или менее выраженным ослизнением поверхности имплантатов и соответствующей реакцией окружающих тканей [Сидоренко, 2001, 2002]. Генетическая природа феномена персистенции микробов с образованием биопленок подтверждена еще в 1944 г. [Begger, 1944], но долгие годы не привлекала к себе должного внимания. Другая форма поведения микропатогенов, имеющая цель оказаться незамеченными, — оппортунистические инфекции. У микропатогенов это получает выражение в сохранении потенциала вирулентности без манифестации воспалительной реакции, обычно сопутствующей инфекционному процессу. Типичной формой оппортунистической инфекции служит третичный перитонит, диагностика которого трудна, а опасность связана со скрытой патогенностью возбудителей [Nathens, 1998]. Они свойственны многим эндогенным и нозокомиальным возбудителям хирургических инфекций, несущих потенциальную опасность развития сепсиса [Богомолов, 2001; Сидоренко, 2001; Сидоренко, 2002].»

К этому остается добавить данные по микроэклогии организма человека, полученные за последние годы со времени публикации лекции Ерюхина.

На рубеже ХХI века сформировалось представление о микрофлоре организма человека как о еще одном органе (Николаев, 2007), покрывающем в виде чулка кишечную стенку, другие слизистые оболочки и кожу человека. Оставаясь невидимым, этот «орган» весит около двух килограммов и насчитывает порядка 10 14 клеток (сто триллионов) клеток микроорганизмов. Это число в десять раз превышает число собственных клеток организма-хозяина, то есть — человеческих. К представлению единства сообщества микроорганизмов, обитающих в нашем теле, привели первоначально исследования экологических и биотехнологических микробных сообществ. Оказалось, что микробы, во-первых, предпочитают жить, будучи прикрепленными к твердой поверхности, нежели свободно плавающими – как в водной среде рек и океана, в воздухе. Во-вторых, они организованы в так называемые биопленки (Watnick, 2000; Donlan, 2002), сбалансированные по видовому составу и функциональному распределению членов сообщества. В биотехнологии стремятся специально подобрать оптимальное сообщество микроорганизмов для выполнения определенных функций. Это актуально в производстве пищевых продуктов, лекарств и пищевых добавок, утилизации разного рода отходов, нейтрализации загрязнений воды и почвы нефтепродуктами. Такие сообщества называют консорциумами микроорганизмов. Практика показала многократное увеличение эффективности работы микроорганизмов при такой организации. Консорциум – биотехнологическое понятие, которое определяет сообщество микроорганизмов, специально созданное для осуществления определенной цели. В нем (сообществе) существуют количественные и функциональные отношения между микроорганизмами. Они должны быть строго постоянны, иначе цель не достигается. В биотехнологии — это срыв производственного процесса (скажем, производство кефира или пива). У человека такого допустить нельзя, его биореактор (кишечник) должен работать всю жизнь. Поэтому природа постаралась так организовать микробное сообщество, что оно сохраняется в течение всей жизни при максимальном колебании в концентрации отдельных микробов. Независимо от применения антибиотиков. Правильное их применение наряду с восстановительными мерами приводит к сохранению микрофлоры в прежних рамках. По данным молекулярно-генетических исследований состав микрофлоры генетически связан внутри сообщества и специфичен на штаммовом уровне для индивидуума. Это очень прочная система. Туда нельзя внедрить чужеродный штамм. Нетрудно оценить ее гораздо большую антибиотикорезистентность in-vivo по сравнению с опытами в чашке Петри. Достаточно капли антибиотика в чашке, чтобы воспрепятствовать росту микроорганизмов в радиусе 42 мм (высокая чувствительность). В то же время кишечник остается заселенным при длительном применении антибиотиков широкого спектра действия.

В начале обзора мы приводили данные о том, что установленное на сегодня микробное разнообразие в теле человека превышает 1200 видов (по числу выявленных микробных ДНК). 700 из них еще не выделены в чистой культуре. Тем не менее, известно, что их генетический потенциал в сто раз превышает (по числу генов) генетический ресурс клеток человека. Микробиота кишечника продуцирует около 60% веществ, необходимых для функционирования клеток внутренних органов и кожи хозяина, а также дополняет его собственный физиологический потенциал серией энзиматических реакций. Выдвигается концепция объединенного метаболического комплекса микробиота-хозяин – транс-геномного, ко-метаболического сложного биологического суперорганизма. Для него предложен термин «метабоном» (Nicholson, 2006), в отличие от так же недавно возникшего термина «метаболом», который означает совокупность клеточных метаболитов хозяина. Аналитически их разделить трудно, так как средой распространения метаболитов, как клеток хозяина, так и метаболитов микроорганизмов, его населяющих, являются биологические жидкости человека: кровь, ликвор, секреты желез, моча и т. п. В этот пул биологически значимых веществ с появлением масс-спектрометрии микробных маркеров следует добавить и структурные вещества отмирающих микробных клеток, которые продолжают нести антигенную и токсигенную функцию живых микробов. (Beloborodova, 2000; Кцоян, 2002; Osipov, 2009).

Группа микробных клеточных маркеров (специфических микробных жирных кислот, альдегидов, стеринов) особенно важна в диагностике сепсиса, поскольку их сумма представляет общую микробную нагрузку (пропорциональна суммарной микробной биомассе хозяина), а количественный состав адекватен родовому/видовому составу микробиоты. Обнаруженный в результате систематических исследований гомеостаз микробных маркеров в крови (Белобородова, 1999; Beloborodova, 2000) и адекватность его профиля составу кишечной микрофлоры здорового человека обеспечил уникальную возможность мониторировать состояние микробиоты кишечника неинвазивным экспрессным методом – по анализу крови (Осипов, 2003).

Поскольку в кровь попадают также липидные компоненты отмирающих микроорганизмов из других органов, то его можно считать экспрессным методом определения микроэкологического статуса высших организмов.

Следует подчеркнуть, что наличие микробных маркеров в крови не означает обязательного присутствия в ней самих живых микроорганизмов. Их источником является фагоцитоз и естественный лизиз микробов кишечной стенки и слизистых оболочек. Наличие жизнеспособных клеток в крови обнаруживается культуральным методом при бактериемии и сепсисе.

Фагоцитирующие клетки тканей и слизистых оболочек организма человека адсорбируют и переваривают антигены микроорганизмов, в том числе и целые клетки, и выводят продукты лизиса в поток лимфатической и кровеносной систем. Можно представить себе, что поток лимфы, постоянно омывающий ткани, стенки кишечника и эпителий “ворот” инфекции, забирает антиген возбудителей хронической или острой инфекции. Таким образом, через лимфу компоненты антигена, в том числе жизнеспособные клетки микроорганизмов попадают в кровяное русло, где подвергаются вторичной атаке со стороны фагоцитирующих клеток крови — нейтрофилов и иммуноглобулинов. Сывороточные белки передают компоненты антигена фагоцитам, где запускается известный механизм по уничтожению антигена и пораженных клеток макроорганизма и выработка антител для последующих актов иммунной реакции. Для целей диагностики инфекции по липидным маркерам важно, что при этом компоненты микробных клеток попадают в кровь и могут быть определены в ней чувствительным аналитическим методом — методом ГХ-МС, или в целом — методом масс-спектрометрии микробных маркеров (сокращенно — МСММ), как принято в последнее время именовать эту новую медицинскую технологию клинического микробиологического исследования. Таким образом, данные МСММ в крови отражают количественно микроэкологический статус организма человека. В норме он гомеостатичен (Beloborodova, 2000). В патологии увеличение концентрации маркеров микроорганизмов свидетельствует о возможном участии соответствующих им видов в инфекции-воспалении-сепсисе.

Сепсис и раневая инфекция в современной клинике

Сепсис и раневая инфекция (предложен термин «инфекция в области хирургического вмешательства») представляют собой сложные патологические процессы, лечение которых проблематично в хирургических стационарах и отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Существенным препятствием в понимании микробной этиологии этих состояний является ограниченность информации, реально поступающей из лабораторий клинической микробиологии об общем микроэкологическом статусе больного и характере инфекции в очаге поражения. Причиной является то, что научные исследования и клиническая практика довольно долго движутся параллельными, не пересекающимися, путями. Известно, что микробиота человека и окружающей его среды одинакова и содержит сотни, если не тысячи, клинически значимых микроорганизмов. В то же время, в реальной процедуре оказания помощи больным с инфекционным поражением учитывается лишь десяток аэробных бактерий, а в качестве грибов подразумевается лишь род кандида, который на самом деле является дрожжами (а видов грибов насчитывается 1,5 миллиона на сегодня). Считается доказанным, что даже при оптимальной организации лечебного процесса количество нозокомиальных инфекций может быть снижено не более чем на одну треть, а применение антибиотиков с целью профилактики нозокомиальных инфекций оказывается неэффективным [Белобородов, 2002]. Отмечается, что антибиотикотерапия (АБТ) должна быть этиотропной, потому, что отсутствие конкретных данных, указывающих на этиологию возбудителя, резко снижает эффективность эмпирической терапии и требует применения комбинации препаратов для максимального расширения спектра антимикробной активности. На самом деле клинически значимыми, то есть, потенциальными агентами инфекции являются все микроорганизмы, как по существу их физиологии (по определению), так и по фактам, известным из литературы. Современные средства Интернет позволяют легко в этом убедиться. По каждому представителю микробиоты человека найдется хотя бы одно (чаще – десятки) документированных свидетельств его участия в инфекционном процессе. Если учесть, что микробиота человека преимущественно состоит из анаэробов, то очевидно, что решением перечисленных выше проблем является учет анаэробов в этиологии сепсиса и раневой инфекции с соответствующей модификацией антибиотикотерапии [Белобородова, 1999; Хабиб, 2004]. Поэтому результаты микробиологического исследования являются основой целенаправленного режима антибактериальной терапии. Корректность и достоверность этих дорогостоящих исследований зависят от соблюдения правил забора биологического материала (Гельфанд, 1996). Однако даже при целенаправленном анализе в культуре крови только в 2,7 случаях на 1000 выявляют анаэробы, при том что летальность при анаэробной бактериемии составляет 50% (Iwata, 2008). Тем не менее, авторы считают, что посев крови на анаэробы в большинстве случаев можно исключить (действительно – он не эффективен). Считают его полезным лишь тогда, когда бактериемия облигатными анаэробами подозревается по клиническим показателям, когда пациент имунокомпрометирован, или когда источник бактериемии клинически не выявляем.

При септических состояниях выбор антибиотиков оказывается достаточно сложным. Это связано с тем, что сепсис является фазой основного инфекционного процесса: абдоминальной инфекции, пиелонефрита, инфекций мягких тканей и других. В таких случаях отсутствие микробиологических данных по основному заболеванию затрудняет диагностику сепсиса. Полиморфизм сепсиса и ограниченность специфической клинической симптоматики не позволяют с высокой степенью вероятности предположить этиологию заболевания [Белобородов, 2002]. Не эффективен посев крови на стерильность, поскольку в ней, по определению, мала вероятность обнаружения жизнеспособных клеток, а инфекционные токсины присутствуют.

Сегодня уже есть возможность разрешить вопросы микробной этиологии сепсиса и раневой инфекции, если наряду с методами классической микробиологии привлечь современные, более тонкие и универсальные по отношению к природе микроорганизмов методы – по молекулам — маркерам бактерий (масс-спектрометрию, полимеразную цепную реакцию) или по их специфическим метаболитам (хроматографию) [Белобородова, 2005; Хабиб,2004].

Из данных работы следует, что наиболее часто изменения микроэкологического статуса организма при раневой инфекции и сепсисе связаны с лидирующей ролью лактобацилл и клостридий группы С. ramosum c периодическим подключением многочисленных представителей рода Eubacterium. Более чем вдвое растет концентрация маркеров Clostridium ramosum и актинобактерий Streptomyces, почти у всех больных возрастает количество E. lentum – до пятикратного превышения нормы. Clostridium perfringens не дает существенного абсолютного вклада в изменение микроэкологии больных в целом, кроме отдельных случаев, когда она доминирует в микст-инфекции (5,9х10 9 клеток/мл). Что касается C. perfringens, то даже при малых абсолютных концентрациях этот микроб нельзя недооценивать в патологическом плане: он образует как минимум 12 идентифицированных токсинов и энтеротоксин. Мишени для основных токсинов – биологические мембраны в различных тканях. Поражения обуславливают ферментативные процессы, катализирующие гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отеком и автолизом тканей, характерными для газовой гангрены. Приведенные данные подтверждают существующее суждение о патогенетическом участии в септическом процессе микроорганизмов кишечника [Гельфанд, 2004; Bowler, 2001], заполняя тем самым пробелы в представлении о том, какие именно таксоны микроорганизмов в нем участвуют, в каком количественном выражении и как часто. Подтверждается, что бактериальная транслокация кишечной микробиоты «является основным механизмом эндогенного инфицирования и при определенных обстоятельствах может быть причиной системной инфекции и сепсиса у человека» (Бокерия, 2007). В этой информации содержится повод для расширения понятия эндотоксикоз [Брискин, 2004, Ерюхин, 2005] при сепсисе и/или инфекции в области хирургического вмешательства путем включения в число продуцентов токсинов грамположительных бактерий – основных обитателей кишечника: эубактерий, лактобацилл, клостридий, пропионобактерий и актинобактерий в первую очередь. Популяции этих бактерий, как и все прочие микроорганизмы, при избыточном росте (инфекции) с наибольшей вероятностью вырабатывают токсигенные штаммы и провоспалительные факторы. Известно, что анаэробы являются основными обитателями организма человека. Их участие в раневой инфекции и сепсисе не вызывает сомнений, а доля участия приближается, по данным многочисленных работ, к их доле в его микроэкологическом статусе, то есть к 85-99% [Bowler]. Предпринимаются попытки понять существо участия микробиоты кишечника в септическом процессе (gut-derived sepsis). Кишечный сепсис – редкая, но зачастую фатальная причина системной воспалительной реакции возникает когда группа нормальных обитателей кишечника экспрессирует присущую им группу генов, которые активируют и поддерживают выделение провоспалительных медиаторов у генетически восприимчивого хозяина (Alverdy, 2008). С другой стороны, недостаток «полезных» микробов в кишечнике осложняет течение системной воспалительной реакции (Shimizu, 2006). Принципы эмпирической АБТ также подтверждают участие анаэробов и актинобактерий, поскольку эффективным лечение становится тогда, когда в препараты выбора включен амоксиклав (действующий на клостридии и эубактерии) с метронидазолом, а также амикацин, к которому чувствительны практически все актинобактерии [McNeil, 1990; Patel, 2004].И

Полимикробная природа сепсиса

Для оценки причин и уровня системной воспалительной реакции важно учитывать все микроорганизмы, проявляющие избыточный рост (инфекцию) – то есть суммарную микробную нагрузку. Антиген в любом виде – бактериальный, корпускулярный (клеточный дебрис), молекулярный (токсины, метаболиты) воздействуют на фагоцитирующие клетки макроорганизма (Бокерия, 2007). Практика специализированных клинических бактериологических исследований показывает большое видовое разнообразие агентов сепсиса, зарегистрированных в клинических случаях, а также их одновременное участие в суммарной микробной или токсической нагрузке. Многие микроорганизмы зафиксированы в качестве септических агентов. В большинстве случаев поодиночке из-за трудности культивирования или недоступности очага воспаления. Поиск в сети Интернет даже на мало предполагаемые микробы дает ссылки на их причастность к сепсису. Поиск на Clostridium sepsis в – 280 ссылок, Eubacterium sepsis — 190 ссылок, Streptomyces sepsis — 369 ссылок. Например, Veillonella parvula и Clostridium perfringens (Arrosagaray,1987), Clostridium butyricum (Gardner, 2008), Clostridium fallax (Hausmann, 2004), Clostridium sordellii (Kainer, 2004), Clostridium septicum (Broughton, 1993). Агентами сепсиса могут быть лактобациллы (Land, 2005) и бифидобактерии (Gyoung, 1999), а также нейссерии Neisseria meningitides (Caniça1, 2004) и Neisseria gonorrhoeae: (Mason, 1988; May, 1973)

Наиболее частыми агентами являются Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus, Bacteroides fragilis, Peptococcus, Peptostreptococcus (Fass, 1976) Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia и Candida albicans (Mancini, 2009)

Исследования, проведенные в разных центрах, подтверждают полимикробный характер интраабдоминальной инфекции с участием широкого спектра аэробных и анаэробных грамотрицательных и грамположительных бактерий [Савельев, 1990; Bohnen, 1998] Хотя основными возбудителями инфекционных заболеваний и осложнений у хирургических больных по-прежнему считают грамотрицательные бактерии, основное место среди которых занимают представители энтеробактерий (E.coli, Proteus spp., Klebsiella—Enterobacter—Serratia), псевдомонады, а также неспорообразующие анаэробы, особенно бактероиды, тем не менее в общей структуре интраабдоминальных инфекций грамположительным микроорганизмам отводится одна треть. При интраабдоминальных абсцессах различной локализации установлено преобладание анаэробных микроорганизмов (бактероиды, фузобактерии, пептококк, клостридии) в ассоциации с аэробами.

Смешанный рост анаэробов и аэробов наблюдали у 45 из 50 обследованных септических больных, причем у пяти остальных обнаружены только анаэробы (Eykyn, 1976). Активность анаэробов в сптическом процессе подтверждена эффективностью лечения метронидазолом. Отмечается, что метронидазол является единственным доступным антимикробным агентом, селективно воздействующим на анаэробы, эффективным и безопасным препаратом выбора в лечении тяжелого анаэробного сепсиса.

С использованием ПЦР системы SeptiFast обнаружено за 6 часов одновременное присутствие в крови септического больного трех микроорганизмов: Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia и Candida albicans (Mancini, 2009)

Бактериальный менингит является опасной для жизни пациента инфекцией тканей мозга и окружающего его пространства. Своевременное назначение адекватной антимикробной терапии требует быстрой, правильной и исчерпывающей идентификации разнообразных по природе микроорганизмов, участвующих в провоцировании воспалительного процесса.

Воспаление мозга – полимикробный процесс. На сегодня имеется достаточно публикаций, подтверждающих участие широкого круга бактерий, грибов и вирусов при менингитах, менингоэнцефалитах и заболеваниях ЦНС. Возбудитель может проникать в оболочки мозга различными путями: гематогенным, лимфогенным, периневральным или контактным (при наличии гнойного очага, непосредственно соприкасающегося с мозговыми оболочками, – отита, гайморита, абсцесса мозга).

Возбудителями могут быть менингококки, пневмококки, гемофильная палочка, стафилококки, сальмонеллы, листерии, туберкулезная палочка, спирохеты и др. Развивающийся в оболочках мозга воспалительный процесс обычно является гнойным. В последние годы этиологическая структура гнойных бактериальных менингитов (ГБМ) существенно изменилась. У взрослых более чем в 30% случаев (по данным культуральных методов) возбудителем является Streptococcus pneumoniae, у лиц старше 50 лет – S.pneumoniae и грамотрицательные бактерии кишечной группы (Е.coli, Klebsiella pneumoniae и др.), у детей до 5 лет более чем в 30% ГБМ вызывается Haemophilus influenzae типа В [2, 8]. Однако, по прогнозу эпидемиологов, через несколько лет ожидается очередной подъем заболеваемости менингококковой инфекцией (Деконенко, ).

Предпринята попытка использовать ГХ-МС метод фрагментных ионов для неспецифической диагностики бактериального менингита. Эмпирически найден ион 268, по которому оказалось возможным определять бактериальный менингит со специфичностью 98%. Авторы правильно предположили принадлежность этого иона гептадеценовой кислоте, изомеры которой входят в состав цитоплазматической мембраны большинства микроорганизмов (French, 1990).

«Некультивируемые» микроорганизмы: свойства и чувствительность к антибиотикам

В десяти случаях из тридцати в крови или раневом содержимом обнаруживается высокая концентрация маркеров эубактерий (Федосова). Eubacterium – родственные клостридиям микроорганизмы, являющиеся одними из основных обитателей кишечника. Условные патогены с развитой системой видов и штаммов с универсальными свойствами. В том числе для них характерно индуцирование продукции провоспалительных цитокинов и TNF-alfa, а также противовоспалительного цитокина IL-10 (как ЛПС или клеточные токсины Грам+ патогенов). Это обуславливает их участие в патологиях тяжелых заболеваний, таких как, средиземноморская семейная лихорадка, эндокардит, врожденный порок сердца, кожные и кишечные патологии, связанные со сложным изменением концентрации их видов в биотопах. Eubacterium lentum известен как микроорганизм, ассоциированный с ректальным раком и продуцирующий хориогонадотропин-подобный имунореактивный материал [Acevedo, 1979]. Известен также как агент септического артрита и синуситов.

Родококки – факультативные внутриклеточные бактерии, способные персистировать и вегетировать в макрофагах и других клетках высших организмов, вызывая в конечном счете их разрушение. Результирующее действие родококков вызывает поражение тканей аналогичное микобактериям туберкулеза [Linder, 1997]. Они вырабатывают ферменты, гидролизующие липиды (например – холестеролоксидазу) которые токсичны для организма человека и животных. Биопсия тканей, пораженных родококками, выявляет многочисленные полиморфоядерные лейкоциты, вспученные клетки и каверны с внутриклеточными бактериями. Большинство штаммов родококков чувствительны к гликопептидным антибиотикам, включая ванкомицин и тейкопланин, и к рифампину. Макролиды, такие как эритромицин и кларитромицин также ингибируют рост многих штаммов. Родококки устойчивы к бета-лактамным (за исключением карбапенемов, особенно имипенема) антибиотикам, хотя это свойство не связано с продукцией бета-лактамазы. У людей, имеющих контакт с домашними животными, нередко причиной пневмонии и распада легкого является Rodococcus equi. Поскольку это внутриклеточный патоген, антибиотик должен проникать внутрь клеток. В таких случаях длительно применяют комбинацию эритромицина (или других новых макролидов) с рифампицином

В 16 случаях из 29 в наблюдениях за критическими больными в ОРИТ (Федосова) преимущественный количественный прирост обнаруживают лактобациллы. Действительно, по литературным данным они зафиксированы как возбудители при эндокардите, бактериемии, бактериурии, перитонитах, абсцессах и менингитах. Наиболее часто выявляются L. casei и L. rhamnosus (Cannon, 2005). Lactobacillus spp. были изолированы также из нарывов, при пневмонии, бактериемии и коньюктивитах. Сообщается, что лактобациллы чувствительны к эритромицину, клиндамицину, гентамицину, цефотаксиму, амоксициллину, цефтриаксону, ампициллину, ампициллин-сулбактаму, пенициллину-G, но устойчивы к ванкомицину. Отмечается синергический эффект терапии пенициллинами с аминогликозидами. Факторами патогенности лактобацилл считают продуцируемые ими гликозидазы и протеазы.

Чувствительность

Молекулярные методы бактериологических исследований, не связанные с выращиванием микроорганизмов, не дают возможности определить чувствительность конкретных штаммов к антибиотикам. Тем не менее, знание вида или рода доминантных участников инфекционного процесса в количественном выражении является преимуществом и позволяет выбрать этиотропную терапию на первом этапе назначения, основываясь на литературных данных по антибиотикочувствительности. Экспрессность этих методов позволяет быстро оценить ее конкретный результат in vivo по результатам повторного анализа, выполненного уже через день, и скорректировать лечения. Благодаря возможности мониторинга количественных измерений численности агентов инфекции, врач будет видеть, какие микробы отреагировали на терапию (снизили численность), какие игнорируют лечение и какие проявляют конкурентный рост (Осипов, 2007).

Резюме

В изучении и лечении сепсиса несомненны достижения, состоящие в концептуальном описании проблемы и совершенствовании методологии диагностики и лечения.

Однако остается слабым ключевое звено сепсиса, составляющее основу определения: это существо инфекции, на которую возникает системная воспалительная реакция организма. Под существом инфекции надо понимать исчерпывающую информацию о качественном и количественном составе микроорганизмов, способных спровоцировать воспалительную реакцию иммунной системы. Слабым на сегодня это звено является потому, что реально врач не имеет в полной мере такой информации. Она урезана до минимума, определяемого возможностями клинических бактериологических лабораторий. То есть ограничена небольшим набором аэробных микроорганизмов, которые можно при небольших затратах времени и материальных средств культивировать на искусственных средах. По данным научных фундаментальных и практических клинических исследований эта часть микроорганизмов составляет лишь минорную долю инфекции. Ее основная часть скрыта от микробиолога и врача. Она включает анаэробные и другие трудно культивируемые микроорганизмы. Считается, что их анализ нереален потому, что даже при больших затратах средств, время получения исчерпывающей информации не соизмеримо больше времени пребывания больного в стационаре. Для септических больных критическое время составляет часы. Еще одним препятствием бактериологического анализа является то, что в принципе возбудителя не должно быть в стерильных биологических средах – крови, моче, ликворе. Процесс высевания микроба случаен, но не закономерен. Это не дает гарантии получения информации о составе микст-инфекции при сепсисе даже при гипотетическом использовании всего арсенала современных средств культуральной и молекулярной микробиологии. В свете вышеизложенного приходится признать, что реально существо инфекции, на которую возникает системная воспалительная реакция организма (сепсис) мы не знаем, следовательно не можем реализовать этиотропную антимикробную терапию.

Литература

Дополнительно:

Gerritsen Jacoline, Smidt Hauke, Rijkers Ger T, de Vos Willem M. Intestinal microbiota in human health and disease: the impact of probiotics. Genes Nutr (2011) 6:209–240

Vincent JL, Nelson DR, Williams MD; Is worsening multiple organ failure the cause of death in patients with severe sepsis?; Critical Care Medicine (Feb 2011)

Tags: drotrecogin alfa protein C Sepsis

OBJECTIVES:: Although the mortality of severe sepsis is easily quantified, the actual cause and timing of death from severe sepsis is less defined. We used the INDEPTH (International Integrated Database for the Evaluation of Severe Sepsis and Drotrecogin alfa activated) database to investigate the reported cause of death in patients with severe sepsis. DESIGN:: Retrospective database analysis. PATIENTS:: Data from 4459 patients with severe sepsis (Drotrecogin alfa activated, n = 3228; placebo, n = 1231) included in one of five clinical trials conducted in tertiary care institutions in 28 countries. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS:: We examined the cause of death and the pattern of Sequential Organ Failure Assessment scores near the time of death. We also evaluated the time course of biomarker levels at this late stage. A total of 1201 (27.0%) patients died during the 28-day study period. The main causes of death were as follows: sepsis-associated multiple organ failure (43.1%), refractory septic shock (22.6%), and respiratory failure (13.0%). There were no significant differences in the distributions of cause of death between Drotrecogin alfa activated and placebo patients, so that all patients were combined for analysis. The mean cardiovascular Sequential Organ Failure Assessment score increased from 2.4, 4 days before death, to 2.9, 1 day before death, and the mean respiratory Sequential Organ Failure Assessment score increased from 2.6, 4 days before death, to 2.9, 1 day before death. The increase in these individual Sequential Organ Failure Assessment scores was more prominent in patients who died early (day 0-5). Protein C levels decreased and interleukin-6 levels increased in the days before death. CONCLUSION:: Patients with severe sepsis typically die of multiple organ failure, refractory shock, or respiratory failure. Persistent, more than worsening, organ failure is the more common pattern before death.

Источник