Аннотация
Цель: изучить частоту распространения карбапенем-резистентных штаммов бактерий у пациентов с хроническим остеомиелитом.
Материалы и методы. Проанализированы профили резистентности 668 клинических изолятов грамотрицательных бактерий (Pseudomonas aeruginosa (n=268), Acinetobacter baumannii (n = 101), Klebsiella pneumoniae (n = 207), Enterobacter cloacae (n=92), выделенных из ран 548 пациентов с хроническим остеомиелитом за период с 2021 по 2023 гг.
Результаты. Лидерами по частоте выделения из ран среди грамотрицательных бактерий являлись P. aeruginosa и K. pneumoniae. Чаще всего их выделяли в ассоциации со стафилококками. Наибольшее число устойчивых к карбапенемам штаммов отмечено среди A. baumannii и K. pneumoniae, наименьшее — среди изолятов E. cloacae. Число резистентных штаммов A. baumannii в 2023 г составляло 78,7 %. Количество устойчивых изолятов свыше 50% отмечено и для штаммов K. pneumoniae. К карбапенемам чувствительны все изоляты K. pneumoniae, продуцирующих БЛРС. В отношении штаммов E. cloacae эффективность меропенема выше имипенема. По отношению к другим бактериям меропенем и имипенем проявляли примерно одинаковую активность. Выявлены изоляты P. аeruginosa и K. pneumoniae, резистентные к имипенему и чувствительные к меропенему, штаммы E. cloacae, чувствительные к имипенему и резистентные к меропенему, A. baumannii, резистентные к обоим препаратам.
Заключение. Рост числа резистентных к карбапенемам клинических изолятов P. аeruginosa, A. baumannii, K. pneumoniae, E. cloacae, выделенных из ран пациентов с хроническим остеомиелитом, постепенное увеличение среди них доли штаммов с редкими фенотипами свидетельствует о неблагоприятном прогнозе в терапии заболевания с использованием антимикробных препаратов, и требует постоянного мониторинга, чтобы предупредить селекцию и распространение устойчивых бактерий.
Annotation
Objective: to study the prevalence of carbapenem-resistant bacterial strains in patients with chronic osteomyelitis.
Materials and Methods. The resistance profiles of 668 clinical isolates of Gram-negative bacteria (Pseudomonas aeruginosa
(n = 268), Acinetobacter baumannii (n=101), Klebsiella pneumoniae (n = 207), and Enterobacter cloacae (n=92) isolated from wounds of 548 patients with chronic osteomyelitis between 2021 and 2023 were analyzed.
Results. P. aeruginosa and K. pneumoniae were the most frequently isolated Gram-negative bacteria from wounds. They were most often isolated from microbial associations with staphylococci. The highest number of carbapenem-resistant strains was observed among A. baumannii and K. pneumoniae bacteria, while the lowest number was observed among E. cloacae isolates. The proportion of resistant A. baumannii strains in 2023 was 78.7 %. The proportion of resistant isolates exceeding 50 % was also observed for K. pneumoniae strains. At the same time, carbapenems were sensitive against all ESBL-producing K. pneumoniae isolates. Meropenem was more effective than imipenem against E. cloacae strains. Meropenem and imipenem showed approximately equal activity against other bacteria. Isolates of P. aeruginosa and K. pneumoniae were resistant to imipenem and susceptible to meropenem, E. cloacae strains susceptible to imipenem and resistant to meropenem, and A. baumannii bacteria resistant to both drugs were identified.
Conclusion. An increase in the number of carbapenem-resistant clinical isolates of P. aeruginosa, A. baumannii, K. pneumoniae, and E. cloacae isolated from wounds of patients with chronic osteomyelitis, a gradual increase in the proportion of strains with rare phenotypes among them indicates an unfavorable prognosis for antibacterial therapy and requires ongoing monitoring to prevent the selection and spread of resistant bacteria.
Key words: chronic osteomyelitis; carbapenems; gram-negative bacteria; antibiotic resistance
Список литературы
Литература (пп. 3, 5, 9-10, 12-20, 24-27 cм. References)
1. Сакович Н.В., Андреев А.А., Микулич Е.В., Остроушко А.П., Звягин В.Г. Современные аспекты этиологии, диагностики и лечения остеомиелита. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2018; 11(1):70-9. DOI: 10.18499/2070-478X-2018-11-1-70-79.
2. Шипицына И.В., Осипова Е.В., Асташова О.А., Леончук Д.С. Мониторинг ведущих возбудителей остеомиелита и их антибиотикорезистентности. Клиническая лабораторная диагностика. 2020;65(9):562-66. DOI: 10.18019/1028-4427-2020-26-4-544-547.
4. Шипицына И.В., Осипова Е.В., Леончук Д.С., Судницын А.С. Мониторинг ведущей грамотрицательной микрофлоры и антибиотикорезистентности при остеомиелите. Гений ортопедии. 2020; 26(4):544-47. DOI:10.18019/1028-4427-2020-26-4-544-547.
6. Бисекенова А.Л., Рамазанова Б.А., Адамбеков Д.А., Бекболатова К.А. Молекулярные механизмы резистентности грамотрицательных микроорганизмов – возбудителей инфекций к бета-лактамным антибиотикам. Вестник Казахского Национального медицинского университета. 2015; 3:223-27.
7. Землянко О.М., Рогоза Т.М., Журавлева Г.А. Механизмы множественной устойчивости бактерий к антибиотикам. Экологическая генетика. 2018; 16(3): 4–17. DOI: 10.17816/ecogen1634-17.
8. Полищук А.Г., Якубович Е.И., Полухина О.В., Осовских В. В., Евтушенко В. И. Карбапенемаза-продуцирующие грамотрицательные бактерии в специализированном стационаре Санкт-Петербурга. Инфекция и иммунитет. 2017; 7(2):181–92. DOI: 10.15789/2220-7619-2017-2-181-192.
11. Белоусов Ю. Б., Зырянов С. К., Штейнберг Л. Л. Фармакоэкономические аспекты применения различных карбапенемов (имипенем/циластатин, меропенем, дорипенем) в лечении нозокомиальной пневмонии. Земский врач. 2013;1(18):15-20.
21. Быков А.О., Суворова М.П., Проценко Д.Н., Яковлев С.В., Игнатенко О.В., Бурмистрова Е.Н., Сычев И.Н., Кротенко Н.П. Анализ структуры бактериемий и чувствительности к антибиотикам микроорганизмов, выделенных в отделениях реанимации и интенсивной терапии в скоропомощном стационаре в период с 2003 по 2021 г.: ретроспективное наблюдательное исследование. Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023; (2):55–65. DOI:10.21320/1818-474X-2023-2-55-65.
22. Шипицына И. В., Розова Л. В., Осипова Е. В. Клиническая значимость бактерий Acinetobacter spp., выделенных у больных хроническим остеомиелитом. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61(11): 793-96. DOI: 10.18821/0869-2084-2016-61-11-793-796.
23. Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е., Баранцевич Е.П. Чувствительность к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в многопрофильном стационаре. Инфекция и иммунитет. 2018; 8(1):79–84. DOI: 10.15789/2220-7619-2018-1-79-84.
References
Sakovich N.V., Andreev A.A., Mikulich E.V., Ostroushko A.P., Zvyagin V.G. Modern aspects of etiology, diagnostics and treatment of osteomyelitis. Journal of experimental and clinical surgery. 2018; 11(1):70-9. DOI: 10.18499/2070-478X-2018-11-1-70-79. (In Russian.)
Shipitsyna I.V., Osipova E.V., Astashova O.A., Leonchuk D.S. Monitoring of the leading causative agents of osteomyelitis and their antibiotic resistance. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2020; 65(9):562-66. DOI: 10.18019/1028-4427-2020-26-4-544-547. (in Russian.)
Fantoni M., Taccari F., Giovannenze F. Systemic antibiotic treatment of chronic osteomyelitis in adults. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019; 23(2 Suppl):258-270. DOI: 10.26355/eurrev_201904_17500.
Shipitsyna I.V., Osipova E.V., Leonchuk D.S., Sudnitsyn A.S. Monitoring of the leading gradual microflora and antibiotic resistance in osteomyelitis. Geniy ortopedii. 2020; 26(4):544-7. doi:10.18019/1028-4427-2020-26-4-544-547. (In Russian.)
Mohamed A., Daef E., Nafie A., Shaban L., Ibrahim M. Characteristics of carbapenem-resistant gram-negative bacilli in patients with ventilator-associated pneumonia. Antibiotics (Basel). 2021; 10(11):1325. DOI: 10.3390/antibiotics10111325.
Bisekenova A.L., Ramazanova B.A., Adambekov D.A., Bekbolatova K.A. Molecular mechanisms of resistance of gram-negative microorganisms — pathogens of infections to beta-lactam antibiotics. Vestnik Kazakhskogo Natsional’nogo meditsinskogo universitetaty. 2015; 3:223-27. (In Russian.)
Zemlyanko O.M., Rogoza T.M., Zhuravleva G.A. Mechanisms of multiple bacterial resistance to antibiotics. Ekologicheskaya genetika. 2018; 16(3): 4–17. DOI: 10.17816/ecogen1634-17. (In Russian.)
Polischouk A.G., Jakubovich E.I., Poluhina O.V., Osovskich V.V., Evtushenko V.I. Сarbapenemase-producing gram-negative bacteria in a specialized hospital of St. Petersburg. Russian Journal of Infection and Immunity = Infektsiya i immunitet. 2017; 7(2):181–92. DOI: 10.15789/2220-7619-2017-2-181-192. (In Russian.)
Logan L.K., Weinstein R.A.. The epidemiology of carbapenem-resistant enterobacteriaceae: the impact and evolution of a global menace. J Infect Dis. 2017; 215:S28–S36. DOI: 10.1093/infdis/jiw282.
Armstrong T., Fenn S.J., Hardie K.R. JMM Profile: Carbapenems: a broad-spectrum antibiotic. J Med Microbiol. 2021; 70(12):001462. DOI: 10.1099/jmm.0.001462.
Belousov Yu. B., Zyryanov S. K., Steinberg L. L. Pharmacoeconomic aspects of the use of various carbapenems (imipenem/cilastatin, meropenem, doripenem) in the treatment of nosocomial pneumonia. Zemskiy vrach. 2013; 1(18):15-20. (In Russian.)
Nordmann P., Poirel L. Epidemiology and diagnostics of carbapenem resistance in gram-negative bacteria. Clinical Infectious Diseases. 2019; 69; 7(1):S521–S528, https://doi.org/10.1093/cid/ciz824.
Pang Z., Raudonis R., Glick B.R., Lin T.J., Cheng Z. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa: mechanisms and alternative therapeutic strategies. Biotechnol Adv. Jan-Feb; 37(1):177-92. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2018.11.013.
Botelho J., Grosso F., Peixe L. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa: mechanisms, epidemiology and evolution. Drug Resist Updat. 2019; 44:100640. DOI:10.1016/j.drup.2019.07.002
Souza G.H.A., Rossato L., Brito G.T., Bet G.M.D.S., Simionatto S. Carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa strains: a worrying health problem in intensive care units. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2021; 63:e71. DOI: 10.1590/S1678-9946202163071.
Campana E.H., Xavier D.E., Petrolini F.V., Cordeiro-Moura J.R., Araujo M.R., Gales A.C. Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae: microbiology key points for clinical practice. Int J Gen Med. 2019; 12:437-46. DOI: 10.2147/IJGM.S214305.
Reyes J., Aguilar A.C., Caicedo A. Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae: Microbiology key points for clinical practice. Int J Gen Med. 2019; 12:437-46. DOI: 10.2147/IJGM.S214305.
Vahhabi A., Hasani A., Rezaee M.A., Baradaran B., Hasani A., Kafil H.S., Soltani E. Carbapenem resistance in Acinetobacter baumannii clinical isolates from northwest Iran: high prevalence of OXA genes in sync. Iran J Microbiol. 2021; 13(3):282-93. DOI: 10.18502/ijm.v13i3.6388.
World Health Organization. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics. 2017. Available at: http://www.who.int/medicines/publications/WHO-PPL-Short_Summary_25Feb ET_NM_WHO.pdf. Accessed 1 February 2019.
Yan W.J., Jing N., Wang S.M., Xu J.H., Yuan Y.H., Zhang Q., et al. Molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae and emergence of tigecycline non-susceptible strains in the Henan province in China: A multicentrer study. J. Med. Microbiol. 2021; 70(3):001325. DOI:10.1099/jmm.0.001325.
Bykov A.O., Suvorova M.P., Protsenko D.N., Yakovlev S.V., Ignatenko O.V., Burmistrova E.N., et al. Analysis of the structure of bacteremia and sensitivity to antibiotics of microorganisms isolated in intensive care units in an emergency hospital during the period from 2003 to 2021: a retrospective observational study. Vestnik intensivnoy terapii imeni A. I. Saltanova. 2023; 2:55-65. (In Russian.) https://doi.org/10.21320/1818-474X-2023-2-55-65.
Shipitsyna I.V., Rozova L.V., Osipova E.V. Clinical significance of Acinetobacter spp. bacteria isolated from patients with chronic osteomyelitis. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2016; 61(11): 793-96. DOI: 10.18821/0869-2084-2016-61-11-793-796. (In Russian.)
Kozlova N.S., Barantsevich N.E., Barantsevich E.P. Susceptibility to antibiotics in Klebsiella pneumoniae strains isolated in a multidisciplinary medical centre. Russian Journal of Infection and Immunity = Infektsiya i immunitet. 2018; 8(1):79–84. DOI: 10.15789/2220-7619-2018-1-79-84. (In Russian.)
Hammour K.A., Abu-Farha R., Itani R., Karout S., Allan A., Manaseer Q., Hammour W.A. The prevalence of carbapenem resistance gram negative pathogens in a tertiary teaching hospital in Jordan. BMC Infect Dis. 2023; 23:634. https://doi.org/10.1186/s12879-023-08610-4.
Aloraifi R.I., Alharthi A.F., Almefleh A.A., Alamri A.H., Alobud A.S., Bawazeer R.A., et al. Prevalence of carbapenem non-susceptible gram-negative bacteria at tertiary care hospitals in Saudi Arabia. Cureus. 2023; 15(1):e33767. DOI: 10.7759/cureus.33767.
Pragasam A.K., Raghanivedha M., Anandan S., Veeraraghavan B. Characterization of Pseudomonas aeruginosa with discrepant carbapenem susceptibility profile. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2016; 15:12. DOI: 10.1186/s12941-016-0127-3.
Liu Y.Y., Wang Y., Walsh T.R., Yi L.X., Zhang R., Spencer J., et al.
Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect Dis. 2016; 16(2): 161-68. DOI: 10.1016/S1473-3099(15)00424-7.