Дифференциально-диагностические свойства и чувствительность к антибактериальным препаратам бактерий Pseudomonas aeruginosa (стр. 6 )

Инактивация антибиотиков продемонстрирована на примере биоплёночных бактерий Pseudomonas aeruginosa, немукоидные изоляты которых обладали повышенной способностью продуцировать в-лактамазы (Ciofu O., 2003). Это явление приводило к нечувствительности изучаемых биоплёнок к антибиотикам в-лактамного ряда. Активное выведение антибиотика из микробной клетки со скоростью, превышающей скорость поступления внутрь клетки, доказано в опытах биоплёнками на основе P. Аeruginosa (Mandsberg L. F. et al., 2009). Этот процесс, иначе называемый эффлюксом, осуществлялся за счет гиперэкспрессии мембранной помпы MexCD-OprJ. Во-вторых, множественная резистентность может быть связана с фильтрующей способно-стью матрикса. Наблюдения in vitro показали, что матрикс бактериальных биоплёнок состоит из различных биополимеров – полисахаридов, белков и даже ДНК ( et al., 2011). Матрикс не только связывает клетки в единую структуру, но и заполняет межклеточные пространства, образуя трехмерную фильтрующую систему. Это позволило назвать биоплёнку «молекулярным фильтром» и считать фильтрацию одной из важнейших функций биоплёнки (Dunne W. M., 2002). Опубликованы работы, в которых наблюдали замедленную диффузию антибиотиков внутрь биоплёнок. Например, было описано затруднение пенетрации ципрофлоксацина внутрь биоплёнки, сформированной P. аeruginosa (Suci P. A. et al., 1994). Трансмиссивная электронная микроскопия показала, что повреждение биоплёночных бакте-рий при обработке цефуроксимом зависит от того, насколько глубоко от поверхности они расположены. Локализация поврежденных бактерий ограничивалась поверхностными слоями биоплёнки, во внутренних слоях поврежденных клеток было значительно меньше (Amorena B. et al., 1999). Элементы матрикса являются не только пассивным фильтром. Глицерол-фосфорилированные бета-глюканы P. aeruginosa не просто замедляют диффузию аминогликозидов сквозь биоплёнку, но и активно связывают антибиотики (Sadovskaya I. et al., 2011). Слизь, которая продуцируется некоторыми патогенами, заполняя межклеточное пространство в биоплёнках, также может обладать связывающим антибио-тик действием. Альгинатная слизь P. aeruginosa значительно ингибировала активность тобрамицина (Nichols W. W. et al., 1988). Третий механизм множественной лекарственной устойчивости может быть связан с тем, что внутри биоплёнки могут присутствовать популяции бактерий с разными защитными свойствами, дополняющими друг друга. Например, в уже упоминавшейся работе (Ciofu O., 2003) авторы считают, что немукоидные изоляты P. aeruginosa из биоплёнок от больных с муковисцидозом способны к продукции высоких уровней бета-лактамаз, что отличает их от мукоидных изолятов, лишенных такой способности. Немукоидные бактерии экзоцити-руют везикулы, содержащие высокие концентрацию в-лактамаз, тем самым обеспечивая защиту своих в-лактамазо-дефицитных «сородичей» от в-лактамных антибиотиков на расстоянии. Мукоид, главным компонентом которого является альгинат, обеспечивает защиту биоплёночных бактерий от других антибиотиков, например от тобрамицина (Nichols W. W. et al., 1988). Подобный механизм защиты описан и для представителей других таксономических групп. Наиболее общий механизм возникновения резистентности может быть связан с повышенной мутабельностью бактерий в биоплёнке. На примере P. aeruginosa было продемонстрировано, что угнетение антиоксидантных систем в клетках биоплёнок ведёт к кислородозависимому повреждению ДНК, т. е. к накоплению множественных мутаций и появ-лению антибиотикорезистентности (Driffield K. et al., 2008). Вероятно, подобные явления возникают в рамках общего правила, сформулированного для псевдомонад, находящейся в условиях адаптации к стрессорам: «Все дороги ведут к резистентности» .

В литературе имеются сообщения об устойчивости культур псевдомонада к пиперациллину, карбенициллину, азлоциллину, цеофлеразону и тикорциллину. Отмечают высокую резистентность псевдомонады к пенициллину, эритромицину, мономицину, ампициллину, левомицетину, диоксициллину и слабую чувствительность к тетрациклину и неомицину (, 1988; , 1977; и соавт., 1975; Радчук H. A. и соавт., 1977; и соавт., 1981; и соавт., 1987; Prescott J. F. et al., 1984). Pseudomonas aeruginosa обладает природной чувствительностью к в-лактамным антибиотикам (цефтазидиму, цефепиму, имипенему, меропенему), аминогликозидам и фторхинолонам, которые обычно являются эффективными при терапии псевдомонад (Oie, S. ,2003; Шагинян, И. А., 2005).

Природная устойчивость Р. aeruginosa к антимикробным препаратам связана с барьерными свойствами экзополисахаридной слизистой капсулы (Pellett Shahaireen. et al., 1983) и синтезом в-лактамаз, гидролизующих аминогликозиды(Stanczak B. et al., 1986). Кроме этого, поры, образуемые во внешней мембране псевдомонада белком порином F, в основном небольшого размера и не обеспечивают свободного поступления в периплазму антибиотиков, особенно гидрофильных.

При частом применении аминогликозидов (гентамицина и пиперациллина) возникают антибиотикорезистентные мутантные штаммы Р. aeruginosa с повышенной вирулентностью(Bryan L. E. et al., 1984; и соавт., 1987).

При исследовании чувствительности 146 штаммов псевдомонада, выделенных от животных, к 15 антибактериальным препаратам отметили 100%-ную устойчивость штаммов к ампициллину, тетрациклину, хлорамфениколу и нитрофурановым препаратам. Более половины всех штаммов (51-79%) были устойчивы к канамицину, стрептомицину и карбенициллину. Все культуры были чувствительны к гентамицину, полимиксину и колистину. Установлено, что спектр устойчивости штаммов Р. aeruginosa различного происхождения был однотипным(Zachock M. et al., 1986).

При проверке на чувствительность к 12 бактерицидным препаратам 180 культур псевдомонадов, выделенных от животных, установили, что 100% всех культур были устойчивы к амипициллину, цефалотину и нитрофурантои - ну, 90% – к тетрациклину, хлорамфениколу, каннамицину и сульфаниламидным препаратам. Все культуры обладали чувствительностью к колистину, тобрамицину, амикацину и гентамицину. Минимальная подавляющая концентрация (МПК) для гентамицина и тобрамицина варьировали от 0,25 до 16 мкг/мл, а для амикацина от 1 до 64 мкг/мл. Многие авторы отмечают высокую чувствительность культур Р. aeruginosa к гентамицину и полимиксину( и соавт., 1979; , 1983; , 1982; , 1990; Graber C. D. et al., 1962; Pollack M. L. et al., 1978).

При пассажировании 16 штаммов псевдомонад на суббактериоста - тических концентрациях гентамицина in vitro, к 20 пассажу отметил увеличение минимальной подавляющей концентрации (МПК) с 0,6 до 300 мкг/мл, то есть снижение чувствительности в среднем в 109,4 раза(, 1983). Наиболее активным антибиотиком в отношении Р. aeruginosa является тобрамицин, батерициден для культур псевдомонад in vitro в дозе 0,7 мкг/мл, а в терапевтической дозе (2,5 мг/кг) стерилизует организм белых мышей от псевдомонада за 5 суток(Минухин        В. В. и соавт., 1986).

Наибольшую чувствительность изоляты Р. аeruginosa выделенных из различных объектов проявили к препаратам: энрофлоксацину (90,7%), пефлоксацину (81,4%), гентамицину (83,6%) и ципрофлоксацину (76,4%). Наименьшая чувствительность отмечена к колистину (37,9%), диоксидину (44,3%), цефалотину, апрамицину и полимиксину М (45%). Если проанализировать общую чувствительность изолятов Р. аeruginosa по группам объектов, то четко прослеживается, что наибольшее количество чувствительных изолятов выделено из кормов (69,3%) , объектов внешней среды и патматериала от пушных зверей (64,7%). Меньшее количество чувствительных изолятов выделяется из спермы, смывов из влагалища, абортплодов и патматериала крупного рогатого скота (57,3%, 58%), 60%, 60% соответственно), а так же из патматериала птицы (59,3%), из патматериала и смывов из влагали-ща свиноматок (60,7%). В среднем активность противомикробных препаратов составляет 61,3 % (, 2006).

При изучении чувствительности 67 штаммов псевдмонада, выделенных из замороженной спермы быков, наиболее активными антибиотиками являлись гентамиции, карбенициллии и римактаи. Минимальная подавляющая концентрация (МПК) для них варьировала от 1,5 до 50 мкг/мл. Все выделенные штаммы были устойчивы к тетрациклину, стрептомицину, боргалу, тилану, оксациллину и фуразолидону. aeruginosa, выделенные из спермы быков производителей, были резистентны к действию фуразолидона и нитрофурановых препаратов (, 1982; и соавт., 1975).

При изучении 68 полевых штаммов псевдмонада, выделенных от быков-производителей, установил, что 98,8% штаммов чувствительны к гента - мицину, 94,4% - к рифампицину, 81,1% - к полимиксину М, 14,4% - к неомици - ну и 7,7% - чувствительны к карбенициллину(Абдель Раззак P. A., 1985).

Большинство авторов, характеризуя чувствительность штаммов Р. aeruginosa, выделенных из спермы и содержимого препуция быков и хряков - производителей, отмечают высокую бактерицидность полимиксина М и гента - мицина( и соавт., 1985; и соавт., 1976; и соавт., 1984; , 1982; и соавт., 1975; и соавт., 1986).

Некоторые антибиотики (азлоциллин, цефсулодин и тикарциллин) хотя и не оказывают бактерицидного действия на Р. aeruginosa in vivo, но повреждают клеточную оболочку псевдомонада, что делает ее более уязвимой при фагоцитозе полимерфонуклеарных лейкоцитов(Stubner G. et al., 1986).

Псевдомонады, выделенные из больных с флегмонами и абсцессами различной локализации обладали очень высоким уровнем резистентности к антибиотикам. Наиболее эффективными, по данным исследования, оказались амикацин (23,16%), ципрофлоксацин – 26,47% резистентных штаммов (Окулич. В. К., 2003). Исследована резистентность 150 клинических штаммов P. aeruginosa к антибиотикам и их комбинациям in vitro. Штаммы P. аeruginosa характеризуются высокой частотой резистентности к антисинегнойным антибиотикам: к цефтазидиму-17,3%, к амикацину и карбенициллину-51,3%, к ципрофлоксацину-78,7%. Антисинегнойные антибиотики в порядке убывания активности: цефтазидим > меропенем > карбенициллин > цефепим > амикацин > ципрофлоксацин > цефотаксим > имипенем > доксициклин > хлорамфеникол (, 2007). Практика применения антибиотиков для лечения псевдомонадов показала, что ее возбудитель обладает потенциальными возможностями формировать устойчивость к новым антибиотикам и другим лекарственным средствам. При массовых заболеваниях как людей, так и животных необходимо либо постоянное совершенствование методов химиотерапии, либо создание специфических средств борьбы. Последнее важно тем более, что псевдомонад обладает не только приобретенной устойчивостью, но и природной.