Сравнительная характеристика штаммов уропатогенной Escherichia coli, выделенных в условиях поликлиники и стационара

Введение. Этиологическая структура инфекций мочевыводящих путей (ИМВП) определяется ведущей ролью уропатогенных Escherichia coli (UPEC). Цель работы: изучить биологические свойства и филогенетическое разнообразие штаммов E. coli, выделенных при ИМВП у амбулаторных и стационарных больных. Материалы и методы. Изучено 198 клинических штаммов UPEC, из которых 105 обозначены как поликлинические и 93 – как нозокомиальные (73 выделены из мочи, 20 – с поверхности катетеров через 48 ч после госпитализации). Филогенетические группы UPEC определяли методом ПЦР. Результаты. Среди поликлинических культур обнаружены представители всех восьми распознаваемых филогрупп, чаще всего встречались штаммы UPEC филогрупп B2 (37,1%), Е (13,3%) и F (8,6%). Нозокомиальные культуры почти в 90% случаев принадлежали к филогруппе B2, к которой отнесены и все катетер-ассоциированные штаммы. E. coli филогруппы B2 как в моновидовом варианте, так и в полимикробных ассоциациях достоверно чаще изолировали в стационаре, чем в поликлинике (p<0,00001), тогда как бактерии филогруппы Е, наоборот, – в поликлинике (p<0,0001). Гемолитическая активность и биопленкообразующая способность штаммов UPEC не различались в двух группах, при этом в стационаре гемолитические E. coli филогруппы В2 встречались достоверно чаще, чем в поликлинике (р<0,001). Кроме того, в той или иной степени биопленки формировали более 60% культур филогруппы В2. Независимо от источника выделения штаммы были устойчивыми к ампициллину (62,1%), амоксициллину/клавуланату (27,8%), цефотаксиму (37,9%) и ципрофлоксацину (36,9%). Продукция бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС) была выявлена у 51 (25,8%) культуры, при этом статистически значимо их доля различалась в группах нозокомиальных штаммов: уринарные< катетер-ассоциированные (р<0,005). Связи между продукцией БЛРС и принадлежностью к филогруппе В2 не выявлено, хотя В2-изоляты чаще продуцировали БЛРС, чем представители других филогрупп. Заключение. Снижение чувствительности внебольничных UPEC к ципрофлоксацину и бета-лактамным антибиотикам способствует сближению фенотипов резистентности поликлинических и стационарных культур. В стационаре в условиях иммунокомпрометированного хозяина возможно концентрирование E. coli филогруппы В2 с высоким вирулентным потенциалом.

Введение. Инфекции мочевыводящих путей (ИМВП) относятся к наиболее распространенным заболеваниям как в амбулаторной, так и в госпитальной практике среди населения всех возрастных групп во всем мире [1]. Этиологическая структура ИМВП определяется ведущей ролью эшерихий: уропатогенные штаммы Escherichia coli (UPEC) составляют до 90% бактериальных культур при неосложненных ИМВП у пациентов поликлиник и 30–50% – у людей, находящихся на стационарном лечении [2, 3]. В последнем случае воспалительный процесс в органах мочевыделительной системы связан с инструментальными вмешательствами, использованием катетеров и часто вызван полимикробными ассоциациями микроорганизмов [4, 5].

Представители UPEC имеют ряд характеристик, обусловливающих адаптацию бактерий в мочевыводящих путях и последовательную реализацию уропатогенного потенциала на всех этапах инфекционного процесса [2, 6]. Основным механизмом сохранения UPEC в условиях биотопа является их высокая способность к адгезии и биопленкообразованию. Широкое применение в урологической практике био- и искусственных материалов, на поверхности которых формируются бактериальные биопленки, повышает риск персистенции возбудителя в организме хозяина [7]. Среди UPEC преобладают бактерии филогенетической группы B2 (80–85%), около 15% штаммов принадлежат к филогруппе D [8, 9]. Именно у представителей данных филогрупп по сравнению с другими E. coli чаще детектируют гены, кодирующие факторы патогенности, опосредующие цитотоксическое действие, адгезию клеток и т.п., а также обнаруживают маркеры антибиотикоустойчивости [10–12]. В последние годы появляются данные о расширении филогенетического разнообразия UPEC, и возбудителями ИМВП все чаще становятся штаммы E. coli «неуринарных» филогрупп [13].

Представления о популяционной изменчивости UPEC, а также о механизмах адаптации бактерий к условиям урологического тракта базируются на регулярном скрининге биологических свойств возбудителя, проводимом с учетом типа медицинской организации, нозологических форм ИМВП, гендерных и возрастных особенностей пациентов. Активно изучаются патогенные свойства штаммов E. coli, выделенных при осложненных, в том числе катетеризацией, формах заболеваний, а также постоянно контролируется устойчивость микроорганизмов к антибиотическим препаратам и ее корреляция с вирулентностью.

Цель исследования: изучить биологические свойства и филогенетическое разнообразие штаммов E. coli, выделенных при ИМВП у амбулаторных и стационарных пациентов.

Материалы и методы. Объектами изучения служили клинические культуры E. coli, изолированные из материала (моча, катетеры) пациентов с ИМВП, находившихся на амбулаторном (7 медицинских организаций) или стационарном (9 медицинских организаций, 13 отделений) лечении в г. Перми за 2017 г. Всего было изолировано 198 штаммов, из которых 105 обозначены как поликлинические и 93 – как нозокомиальные (выделены через 48 ч после госпитализации).

Определение чувствительности штаммов к антибактериальным препаратам проводили согласно клиническим рекомендациям «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ, версия-2015-02). Продукцию бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС, ESBL) детектировали с помощью метода «двойных дисков» согласно методическим указаниям МУК 4.2.1890-04. Гемолитическую активность выделенных культур оценивали на 5%-ном кровяном агаре по диаметру зоны гемолиза вокруг колонии в мм. Биопленкообразование изучали согласно G. А. O'Toole et al. [14].

Выделение тотальной ДНК чистых культур проводили по методике, описанной G.G. Stone et al. (1994): отдельную колонию каждого штамма ресуспендировали в 0,5 мл сверхчистой воды в пробирках типа Эппендорф, инкубировали в твердотельном термостате «Термит» (Россия) в течение 10 мин при 98°C, охлаждали и центрифугировали 5 мин при 13 тыс. об./мин. Надосадочную жидкость использовали для генетических исследований немедленно или после хранения при -18°С.

Филогенетические группы UPEC определяли методом ПЦР (quadriplex PCR) согласно О. Clermont et al. (2013), используя специфические маркеры филогенетических групп и ключ для их установления [15]. Протоколы амплификации соответствовали рекомендациям авторов. Олигонуклеотидные праймеры были синтезированы ООО «Синтол» (Москва). Амплификацию проводили на термоциклере DNA Engine Dyad Thermal Cycler («Bio-Rad», США). Визуализацию полос и документирование данных осуществляли с использованием системы гель­документации Gel-Doc XR («Bio-Rad», США).

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием компьютерных программ Microsoft Excel 2016 и STATISTICA 10. Для выявления статистически значимых различий двух независимых выборок использовали критерий χ2, критерий χ² с поправкой Йейтса или точный критерий Фишера.

Результаты. В годичном исследовании культуры E. coli изолировали чаще от женщин и в основном от взрослых пациентов ле...

М.В. Кузнецова, С.В. Проворова, О.Г. Кубарев, Д.С. Юдин, Н.В. Каримова, Н.В. Баяндина, М.А. Теплякова, В.А. Демаков