Особенности коагулазоотрицательных стафилококков, выделенных из центральных венозных катетеров новорожденных детей отдела реанимации и интенсивной терапии: формирование биопленок и популяционная структура по данным мультилокусного секвенирования

Цель исследования. Изучить способность госпитальной популяции S. epidermidis формировать биопленки на внутренней поверхности центральных венозных катетеров (ЦВК). Материал и методы. В ходе исследования была проанализирована коллекция 150 образцов ЦВК, полученных после катетеризации новорожденных детей. Результаты. Обнаружена колонизация условно-патогенными микроорганизмами 53 катетеров, на 50 образцах была бактериальная монокультура. Изоляты S. epidermidis встречались в 68% случаев и относились к 12 различным сиквенс-типам, причем преобладающим являлся ST59 (19 изолятов, 56%). У большинства изолятов не были детектированы гены icaABCD оперона, ответственного за синтез полисахарида PIA. Заключение. Большинство ЦВК было колонизировано S. epidermidis (62% изолятов), относящихся к сиквенс-типам, входящим в клональный комплекс СС2, что подтверждает их госпитальное происхождение. Была выявлена группа изолятов, обладающих повышенной способностью к адгезии на пластике. Отмечен ряд изолятов, не содержащих генов ica-оперона, но способных образовывать биопленку на поверхности катетеров по ica-независимому механизму.

Развитие современной медицины, в первую очередь хирургии и реаниматологии, сопровождается увеличением числа инвазивных манипуляций с использованием искусственных имплантов и медицинских устройств (девайсов) из полимерных синтетических материалов (различные катетеры, протезы). В связи с этим значительно возрос риск девайс-ассоциированных инфекций, имеющих госпитальную природу происхождения. Катетер-ассоциированные инфекции (КАИ) кровотока – это одно из наиболее частых осложнений катетеризации центральных вен у пациентов, длительно пребывающих в стационаре. КАИ сопровождаются бактериемией и диссеминацией возбудителя и всегда связаны с оказанием медицинской помощи, поэтому часто этиологическим агентом выступают госпитальные штаммы условно-патогенных микроорганизмов (УПМ) [1]. Смертность от КАИ достигает 12–25% по данным различных авторов [2].

Одними из основных возбудителей КАИ являются коагулазо-отрицательные стафилококки (30–50% случаев), и в частности, Staphylococcus epidermidis [3, 4].

Бактерии этого вида вызывают по меньшей мере 22% инфекций кровотока в отделениях интенсивной терапии [3].

Важной особенностью S. epidermidis является способность образовывать биопленку на различных поверхностях, в том числе на катетерах. Бактериальная биопленка представляет собой сложную систему, состоящую из собственно бактерий и связанного с ними внеклеточного матрикса. Бактерии в составе биопленки обладают повышенной толерантностью к эффекторам иммунной системы и антибактериальным препаратам, что ведет к существенному снижению эффективности терапии. Так, устойчивость к антибактериальным препаратам бактерий, сформировавших биопленку, может превышать устойчивость бактерий в планктонном состоянии в 100–1000 раз [5]. Последнее объясняется рядом факторов: наличием в составе биопленки персистирующих форм с сильно замедленным метаболизмом; фильтрующей способностью биополимерного матрикса, затрудняющего диффузию антибиотиков к клеткам. При этом образование биопленок в очагах инфицирования в организме человека приводит к хронизации процесса, снижая эффективность лечения [6].

В составе внеклеточного матрикса биопленок можно выделить: экзополисахариды, белки, а также внеклеточную ДНК [7]. Для биопленок, образованных бактериями вида S. epidermidis, основным компонентом является полисахарид-полимер β-1,6-N-ацетилглюкозоамина, получивший название полисахаридный межклеточный адгезин [8, 9]. Также показана роль в формировании биопленок белков семейства микробных поверхностных компонентов, распознающих адгезивные матричные молекулы (MSCRAMM – «microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules») [10], и аутолизинов [8].

Проблема образования биопленок на поверхности катетеров особо актуальна в неонатологии при выхаживании новорожденных детей с низкой и очень низкой массой тела [11]. В связи с тем, что у новорожденных имеется физиологический иммунодефицит, а у недоношенных новорожденных – еще и патологическая незрелость всех органов, систем и рецепторного аппарата (Toll-like рецепторы), это создает предпосылки к тому, что УПМ с низким патогенным потенциалом, такие как S. epidermidis, колонизируя центральные венозные катетеры (ЦВК), вызывают тяжелые инфекции. По данным крупного многоцентрового исследования, проведенного M. Miragaia и соавт. в 2007 г., известно, что госпитальная популяция S. epidermidis представлена родственными штаммами, относящимися по данным MLST к одному клональному комплексу, родоначальником которого является ST2 [12]. Это дает повод сделать предположение, что представители данного клонального комплекса имеют эволюционное преимущество перед другими штаммами этого вида, позволяющее выжить и занять главенствующую позицию в госпитальной среде. Учитывая то, что коагулазо-отрицательные стафилококки, в отличие от S. aureus, имеют очень небольшой набор факторов патогенности [3], способность выживать в госпитальной среде может быть связана с хорошей способностью к адгезии на поверхностях медицинских девайсов, без которых в современном госпитале не обходится лечение ни одного пациента. В связи с этим целью данного исследования было изучение способности госпитальной популяции S. epidermidis формировать биопленки на внутренней поверхности ЦВК.

Материал и методы исследования

Коллекция из 150 образцов ЦВК собрана на базе ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.

Сразу после извлечения катетера непосредственно возле кювеза в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) новорожденных Центра, его дистальный конец разделяли на два фрагмента с помощью ножниц с соблюдением правил асептик...

Корниенко М.А., Купцов Н.С., Городничев Р.Б., Малахова М.В., Любасовская Л.А., Гордеев А.Б., Никитина И.В., Смирнов Г.Б., Шитиков Е.А., Припутневич Т.В., Ильина Е.Н.