Определение чувствительности представителей семейства Enterobacteriaceae

Представители семейства Enterobacteriaceae являются одними из ведущих этиологических агентов как внебольничных, так и нозокомиальных инфекций, для них характерно крайнее разнообразие возможных механизмов резистентности к АБП.

При тестировании микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae рекомендуется использовать отдельные наборы АБП для определения чувствительности:

  • возбудителей внекишечных инфекций (кроме инфекций мочевыводящих путей);
  • возбудителей кишечных инфекций (Shigella spp., Salmonella spp., Escherichia spp.);
  • возбудителей внебольничных инфекций мочевыводящих путей (ИМП).

Необходимость такого разделения связана с особенностями фармакокинетики отдельных АБП в желудочно-кишечном тракте и мочевыводящих путях, а также различиями в их клинической эффективности.

Критерии интерпретации результатов определения чувствительности для штаммов Enterobacteriaceae (пограничные значения МПК АБП и соответствующие диаметры зон подавления роста) приведены в таблице 6.

Оценка антибиотикочувствительности Enterobacteriaceae - возбудителей внекишечных инфекций

Основу лечения внекишечных инфекций, вызываемых представителями семейства Enterobacteriaceae, составляют бета-лактамные антибиотики. Выбор препаратов для включения в исследование чувствительности, а также принципы интерпретации результатов основываются на данных о природной активности антибиотиков. Несмотря на наличие природной активности в отношении некоторых представителей Enterobacteriaceae такие препараты, как незащищенные амино-, карбокси- и уреидопенициллины, а также цефалоспорины I поколения практически полностью утратили значение при лечении инфекций, вызываемых этими бактериями, в этой связи оценка чувствительности к ним лишена практического смысла.

Препаратами альтернативными бета-лактамам являются аминогликозиды и фторхинолоны.

Оценивать чувствительность возбудителей внекишечных инфекций к тетрациклинам, хлорамфениколу и ко-тримоксазолу в настоящее время нецелесообразно. Препараты относятся к бактериостатикам и существенно уступают по эффективности антибиотикам других групп, кроме этого среди микроорганизмов к ним широко распространена резистентность. Перечень препаратов, предлагаемых для тестирования в отношении представителей семейства Enterobacteriaceae приведен в табл. 7.

Характеристика препаратов первого ряда

В первую очередь чувствительность представителей семейства Enterobacteriaceae необходимо оценивать к следующим препаратам.

  • Ампициллин. Является типовым представителем подгруппы аминопенициллинов. Получаемые результаты можно полностью экстраполировать на амоксициллин. Оценивать чувствительность к амоксициллину нецелесообразно, поскольку критерии чувствительности к этому антибиотику для Enterobacteriaceae не обоснованы. Включение ампициллина в набор для тестирования Enterobacteriaceae объясняется не столько клиническим значением этого антибиотика, сколько важностью для оценки фенотипа исследуемого микроорганизма и внутреннего контроля качества.
  • Ингибиторзащищенный аминопенициллин. Амоксициллин/клавуланат и ампициллин/сульбактам во многом сходны по своим антибактериальным свойствам. В то же время необходимо иметь ввиду, что клавуланат является более эффективным ингибитором бета-лактамаз. Возможны отдельные случаи сохранения чувствительности к амоксициллину/клавуланату при устойчивости к ампициллину/сульбактаму.
  • Цефотаксим или цефтриаксон. Оба цефалоспорина практически идентичны по своим антибактериальным свойствам. Результаты оценки чувствительности к указанным антибиотикам необходимо оценивать учитывая возможную продукцию микроорганизмами БЛРС. При подтверждении продукции БЛРС все цефалоспорины необходимо рассматривать как клинически недостаточно эффективные независимо от конкретных результатов тестирования.
  • Цефтазидим. Антибиотик не рекомендуется для лечения инфекций, вызываемых Enterobacteriaceae. Однако поскольку цефтазидим высоко чувствителен к действию большинства БЛРС, то он может служить маркером продукции этих ферментов исследуемым микроорганизмом.
  • Гентамицин. Результаты, получаемые при оценке чувствительности к гентамицину, нельзя экстраполировать на другие аминогликозиды.
  • Фторхинолон. Применительно к Enterobacteriaceae существенных различий в уровне антибактериальной активности между ципрофлоксацином, офлоксацином, пефлоксацином, а также новыми "антипневмококковыми" фторхинолонами нет. Между перечисленными препаратами наблюдают практически полную перекрестную резистентность. Выбор конкретного фторхинолона для включения в исследования должен основываться на местных условиях.

Характеристика дополнительных препаратов

Включение в набор для исследования дополнительных антибиотиков определяется особенностью ЛПУ.

В случае тяжелых, крайне тяжелых и, особенно, госпитальных инфекций, в исследование целесообразно включать следующие антибиотики.

  • Карбапенемы. Поскольку устойчивость к этим антибиотикам среди Enterobacteriaceae встречается очень редко и, как правило, носит перекрестный характер между отдельными представителями группы, то в исследование достаточно включать лишь один препарат.
  • Цефепим. Антибиотик обладает значительно большей устойчивостью к хромосомным бета-лактамазам класса С в сравнении с цефалоспоринами III поколения, может также сохранять активность в отношении части продуцентов БЛРС.
  • Цефоперазон/сульбактам, тикарциллин/клавуланат. Препараты могут сохранять активность in vitro в отношении части продуцентов БЛРС. Однако клиническое значение этого феномена не определено. Данные, подтверждающие наличие или отсутствие клинической эффективности указанных АБП при инфекциях, вызываемых продуцентами БЛРС, отсутствуют.
  • Цефокситин. Антибиотик не имеет реального значения в лечении инфекций, вызванных Enterobacteriaceae, однако может быть использован для дифферецировки продуцентов БЛРС и АmрС. Продуценты БЛРС - чувствительны, продуценты АmрС - устойчивы.
  • Амикацин. К амикацину сохраняет чувствительность значительная часть штаммов, устойчивых к гентамицину. Оценивать чувствительность Enterobacteriaceae к другим аминогликозидам нецелесообразно.

Для оценки чувствительности возбудителей инфекций легкой и средней степеней тяжести в исследование следует включать:

  • цефалоспорины II поколения и оральные цефалоспорины II - III поколений.

При определении чувствительности микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae особенно важным является выявление штаммов, вырабатывающих бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС). Необходимость дополнительной детекции данного механизма устойчивости связана с тем фактом, что часть продуцентов БЛРС при применении существующих критериев попадают в категорию чувствительных, однако клинические наблюдения свидетельствуют о недостаточной эффективности цефалоспоринов II - IV при инфекциях, вызываемых такими микроорганизмами. Для детекции БЛРС предлагается последовательное проведение скрининга (выявление подозрительных штаммов) и подтверждающих тестов в отношении подозрительных штаммов. Для эффективного скрининга в рутинное микробиологическое исследование необходимо включать несколько цефалоспориновых антибиотиков, минимальный набор должен включать 3 цефалоспорина III поколения - цефотаксим, цефтриаксон и цефтазидим.

Методы скрининга БЛРС и подтверждающие тесты приведены ниже.

  • В случае выявления или подозрения на продукцию БЛРС необходимо информировать лечащих врачей о высокой вероятности клинической неэффективности терапии пенициллинами и цефалоспоринами I - IV поколений, независимо от конкретных результатов определения чувствительности.

При выдаче результатов тестирования микроорганизмов группы Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Morganella, Providencia необходимо указывать, что при монотерапии генерализованных инфекций, вызванных данными возбудителями, цефалоспоринами III поколения, возможно развитие резистентности в процессе лечения.

При интерпретации результатов оценки устойчивости к аминогликозидам следует ориентироваться на следующие особенности. Широкий субстратный профиль аминогликозидмодифицирующих ферментов, возможность продукции микроорганизмами семейства Enterobacteriacae одновременно нескольких энзимов приводят к частой перекрестной резистентности между отдельными препаратами. На основании данных о чувствительности или устойчивости исследуемого микроорганизма к одному или нескольким аминогликозидам прогнозировать уровень резистентности к другим антибиотикам этой группы практически невозможно.

Интерпретация результатов оценки резистентности к хинолонам, как правило, не вызывает затруднения. Штаммы, устойчивые к нефторированным хинолонам, могут сохранять чувствительность к фторированным. Значительная часть штаммов, устойчивых к нефторированным хинолонам, сохраняет чувствительность к фторхинолонам. На практике можно считать, что между ципрофлоксацином, офлоксацином, пефлоксацином и ломефлоксацином имеется полная перекрестная резистентность. Современные антипневмококковые фторхинолоны (левофлоксацин, спарфлоксацин и моксифлоксацин) не имеют преимуществ перед перечисленными препаратами и характеризуются перекрестной резистентностью.

Тестирование Enterobacteriaceae - возбудителей кишечных инфекций

Основную роль в этиологии кишечных инфекций играют представители родов Shigella, Salmonella, Escherichia и Yersinia, относящихся к семейству Enterobacteriaceae, а также семейств Spirillaceae (род Campylobacter) и Vibrionaceae. В рутинной практике при кишечных инфекциях определение чувствительности следует проводить только для штаммов семейства Enterobacteriaceae.

Перечень АБП, подлежащих исследованию, весьма ограничен и включает препараты с подтвержденной клинической эффективностью (таблица 8). При генерализованных инфекциях, вызванных микроорганизмами рода Salmonella (выделение возбудителя из стерильных локусов), в исследование необходимо включать цефалоспорины III поколения (цефотаксим или цефтриаксон).

Дополнительно возможно включение хлорамфеникола и тетрациклинов, однако их роль в лечении инфекций желудочно-кишечного тракта представляется на сегодняшний день крайне сомнительной. В то же время результаты определения чувствительности к этим АБП могут иметь определенное значение для эпидемиологического мониторинга.

Тестирование Enterobacteriaceae - возбудителей внебольничных инфекций мочевыводящих путей (ИМП)

С практической точки зрения ИМП крайне важно разделять на внебольничные и нозокомиальные. Для тестирования штаммов Enterobacteriaceae, выделенных при нозокомиальных ИМП, следует использовать тот же перечень АБП, что и для определения чувствительности возбудителей инфекций различной локализации.

Формирование отдельного набора антибактериальных препаратов для оценки чувствительности возбудителей внебольничных инфекций мочевыводящих путей целесообразно при наличии значительного потока таких исследований. Примерный перечень препаратов приведен в таблице 9.

Выявление БЛРС у штаммов Enterobacteriaceae фенотипическими методами

Обоснованные рекомендации по выявлению БЛРС фенотипическими методами распространяются только на штаммы Klebsiella spp. и E.coli. Однако продукция БЛРС может отмечаться практически у всех видов семейства Enterobacteriaceae и ряда других грамотрицательных микроорганизмов. Учитывая распространенность ферментов этой группы, представляется целесообразным проведение скрининга всех выделенных в лаборатории штаммов Enterobacteriaceae с последующим использованием специальных подтверждающих исследований у любых штаммов, которые по данным предварительного тестирования проявляют пониженную чувствительность хотя бы к одному из цефалоспоринов III поколения (МПК ≥ 2 мг/л либо эквивалентное уменьшение диаметра зоны подавления роста - табл. 10).

Скрининг не предполагает проведения специального исследования, его основу должен составлять анализ данных, получаемых в рутинной практике. В то же время для эффективного скрининга в рутинное микробиологическое исследование необходимо включать несколько цефалоспориновых антибиотиков, даже если использование некоторых из них в качестве терапевтических препаратов не планируется. Наиболее чувствительными к гидролизу БЛРС считаются цефподоксим и цефтазидим. Соответственно, эти препараты целесообразно включать в набор для определения чувствительности Enterobacteriaceae. При отсутствии возможности тестирования цефподоксима, минимальный набор цефалоспоринов III поколения, используемых для определения чувствительности грамотрицательных микроорганизмов, должен включать цефотаксим, цефтриаксон и цефтазидим.

  • Чем больше цефалоспоринов использовано для тестирования, тем более достоверными будут результаты выявления БЛРС. Некоторые штаммы могут проявлять высокий уровень устойчивости ко всем АБП, у других же обнаруживается лишь незначительное повышение МПК к 1 - 2 АБП цефалоспоринового ряда. Результаты тестирования Klebsiella spp. и E. coli к цефалоспоринам, указывающие на возможную продукцию БЛРС этими штаммами, приведены в таблице 10.
  • После выявления штамма, подозрительного на продукцию БЛРС, рекомендуется провести подтверждающий тест.

Тесты, подтверждающие продукцию БЛРС

Все фенотипические тесты для подтверждения продукции БЛРС являются вариантами стандартных методов определения чувствительности к АБП и основаны на ингибиции БЛРС клавуланатом. При постановке этих тестов проводится сравнение чувствительности исследуемых микроорганизмов к различным цефалоспоринам III поколения и к комбинации этих антибиотиков с клавулановой кислотой.

Диско-диффузионный метод предусматривает использование стандартных дисков с обычным содержанием цефотаксима и цефтазидима (30 мкг) или диска с цефподоксимом (10 мкг), а также диски, содержащие комбинации: цефотаксим + клавуланат, или цефтазидим + клавуланат (30/10 мкг), или цефподоксим + клавуланат (10/10 мкг). В исследование целесообразно включать одновременно и диски с цефотаксимом, и диски с цефтазидимом, и их комбинациями с клавуланатом.

Постановка теста

Методика приготовления микробной взвеси и инокуляции чашек с агаром стандартные. На поверхность агара накладывают диски с цефалоспоринами и их комбинациями с клавулановой кислотой. Чашки инкубируют в термостате при 35 °С в течение 18 - 20 часов.

Интерпретация результатов

Различие в диаметрах зон подавления роста для дисков с цефподоксимом/клавулановой кислотой и цефподоксимом на 6 мм и более или дисков с цефотаксимом/клавулановой кислотой и цефотаксимом, цефтазидимом/клавулановой кислотой и цефтазидимом на 5 мм и более свидетельствует о продукции штаммом БЛРС. Необходимо подчеркнуть, что результат считается положительным, если указанные различия получены хотя бы для одной пары дисков.

Контроль качества

Для контроля качества исследования необходимо использовать 2 штамма (отрицательный и положительный контроли):

  • Отрицательный контроль. При тестировании контрольного штамма E.coli АТСС 25922, не продуцирующего β-лактамаз, различия в диаметрах зон между дисками с ингибитором и без него не должны превышать 2,0 мм.
  • Положительный контроль. При тестировании контрольного штамма K.pneumoniae АТСС 700603, продуцирующего БЛРС, различия в диаметрах зон между дисками с цефподоксимом/клавулановой кислотой и цефподоксимом ≥ 6 мм, с цефотаксимом/клавулановой кислотой и цефотаксимом > 3 мм, с цефтазидимом/клавулановой кислотой и цефтазидимом ≥ 5 мм.

Метод серийных разведений в бульоне предполагает использование двойных серийных разведений препаратов в следующих диапазонах концентраций: цефтазидима от 0,25 мг/л до 128,0 мг/л; цефтазидима/клавуланата от 0,25/4,0 мг/л до 128,0/4,0 мг/л; цефотаксима от 0,25 мг/л до 64,0 мг/л; цефотаксима/клавуланата от 0,25/4,0 мг/л до 64,0/4,0 мг/л. В исследование целесообразно включать оба цефалоспорина и их комбинации с клавулановой кислотой.

Постановка теста

Методика выполнения исследования (приготовление разведений антибиотиков в бульоне, микробной взвеси, инокуляция и инкубация) - стандартная.

Интерпретация результатов

Снижение МПК цефтазидима или цефотаксима не менее чем в 8 раз (на 3 последовательных двукратных разведения) в присутствии ингибитора, в сравнении со значениями МПК соответствующих цефалоспоринов без ингибиторов, свидетельствует о продукции штаммом БЛРС.

Контроль качества

  • Отрицательный контроль. При тестировании контрольного штамма E.coli АТСС 25922, не продуцирующего β-лактамаз, соотношения МПК соответствующих цефалоспоринов III поколения к МПК их комбинации с клавуланатом должны быть < 8.
  • Положительный контроль. Для штамма K.pneumoniae АТСС 700603, продуцирующего БЛРС, соотношения значений МПК цефалоспоринов и МПК их комбинаций с клавуланатом должны быть ≥ 8.

Метод двойных дисков (double-disk test)

Хотя этот метод и не относится к хорошо стандартизованным, чувствительность, специфичность и простота выполнения позволяют рассматривать его приемлемым методом для рутинной практики. Метод предполагает использование доступных коммерческих дисков с цефалоспоринами III поколения и с амоксициллином/клавуланатом.

Метод "двойных дисков" представляет собой вариант классического ДДМ определения чувствительности, который позволяет выявить продукцию БЛРС по наличию расширенной зоны подавления роста вокруг диска с каким-либо цефалоспорином III поколения напротив диска, содержащего клавулановую кислоту (синергизм отмечается в участке пересечения зон диффузии двух дисков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга).

Постановка теста

Методика приготовления микробной взвеси, инокуляции и инкубации чашек не имеет отличий от стандартного ДДМ. Особенностью метода является то, что через 5 - 10 мин. после инокуляции на поверхность агара накладывают диски с АБПи: в центр - диск, содержащий клавулановую кислоту, обычно в виде комбинации амоксициллин/клавуланат (20/10 мкг), по бокам от него на расстоянии 20 и 30 мм между центрами дисков - диски с цефтазидимом (30 мкг) и цефотаксимом (30 мкг). Использование двух дисков каждого АБП, расположенных на разном расстоянии от диска с клавулановой кислотой, позволяет повысить эффективность обнаружения БЛРС.

Интерпретация результатов

Если тестируемый микроорганизм вырабатывает БЛРС (действие которых в большинстве случаев обратимо клавуланатом), зона подавления роста вокруг диска с цефалоспорином III поколения окажется "вытянутой" в сторону диска с амоксициллином/клавуланатом (рис. 2). Причиной данного эффекта является дополнительное подавление роста микроорганизма в той зоне, куда диффундируют и клавуланат, и цефалоспорин III поколения. Тест сугубо качественный и требует определенных навыков при интерпретации.

Рис. 2. Выявление продукции БЛРС с помощью метода "двойных дисков". Отрицательные результаты: a) E.coli (БЛРС-), b) E.cloacae (гиперпродукция AmpC). Положительные результаты: c), d) K.pneumoniae (БЛРС+). Обозначения дисков: AMC - амоксициллин/клавулановая кислота (20/10 мкг), CAZ - цефтазидим (30 мкг), CTX - цефотаксим (30 мкг), CPO - цефпиром (30 мкг).

Контроль качества

Параллельно с анализом исследуемых культур тестируют контрольные штаммы.

К сожалению, ни один из традиционных микробиологических методов, основанных на оценке фенотипа микроорганизма, не обеспечивает выявление БЛРС в 100 % случаев. Ситуация существенно затрудняется при наличии у микроорганизмов нескольких детерминант устойчивости одновременно, что встречается достаточно часто. Например, при продукции БЛРС и гиперпродукции хромосомных бета-лактамаз класса С устойчивость последних к клавуланату маскирует присутствие БЛРС.

Назад

ФБУН НИИ эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий