Аннотация
Цель исследования: изучить лекарственные взаимодействия комбинаций антибиотиков in vitro.
Материал и методы. Исследование проведено на 17 мульти- и экстремальнорезистентных штаммах грамотрицательных
микроорганизмов: Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, выделенных из биоматериалов
от пациентов, находившихся в стационаре НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина Минздрава РФ в 2019-2024 гг. Использован
метод Е-тестов по типу кросс-теста. Изучено взаимодействие 13 комбинаций антибиотиков, включая имипенем, фосфо-
мицин, полимиксин В, тигециклин и др. Общее количество постановок теста — 39. Для оценки возможного синергизма рас-
считан индекс фракционной подавляющей концентрации (иФПК).
Результаты. Суммарно синергизм наблюдался в 6 случаях (15,4%), аддитивный эффект — в 9 случаях (23,1%) и индиффе-
рентный результат — в 24 случаях (61,5%). Антагонизма антибиотиков не зарегистрировано. Комбинация фосфомицина и
имипенема, исследованная на изолятах K. pneumoniae, синергидна в 28,6% и давала аддитивный эффект в 14,3% случаев. У
изолятов P. aeruginosa синергидный эффект отмечен при использовании фосфомицина c имипенемом (33,3%), при этом до-
полнительно наблюдался аддитивный эффект (66,7%). В отношении A. baumannii синергидный эффект in vitro наблюдался
в 100% случаев при использовании комбинации цефтазидима-авибактама и сульбактама. При сравнении эффективности
этих и других комбинаций антибиотиков между собой различия статистически недостоверны (p>0,05).
Заключение. Рутинное использование in vitro обнаружения лекарственных взаимодействий мало выполнимо и плохо воспро-
изводимо. Оно возможно лишь в рамках исследований с целью сбора данных и дальнейшего сопоставления с результатами
лечения.
Annotation
The aim of the study was to examine the drug interactions of antimicrobial combinations in vitro.
Material and methods. The study was conducted on 17 multi- and extremely resistant strains of gram-negative microorganisms:
Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii isolated from biomaterials from in-patients treated “N.N.
Blokhin National Research Medical Center of Oncology” in 2019-2024. E-tests (cross-test method) was used. The interactions of 13
combinations of antimicrobials, including imipenem, fosfomycin, polymyxin B, tigecycline, etc., has been studied. The total number of
tests was 39. To assess the possible synergy, the fractional inhibitory concentration index (FICI) was calculated.
Results. In total, synergism was observed in 6 cases (15.4%), an additive effect in 9 cases (23.1%) and an indifferent result in 24
cases (61.5%). No antibiotic antagonism has been reported. The combination of fosfomycin and imipenem, studied on K. pneumoniae
isolates, was synergistic in 28.6% and gave an additive effect in 14.3% of cases. In P.aeruginosa isolates, a synergistic effect was also
observed with the use of fosfomycin plus imipenem (33.3%), with an additive effect in 66.7% of tests. In relation to A. baumannii, a
synergistic effect in vitro was observed in 100% of cases when using a combination of ceftazidime-avibactam and sulbactam. When
comparing the effectiveness of these and other antimicrobial combinations, the difference was statistically insignificant (p>0.05).
Conclusion. To date, routine in vitro use of drug interaction testing is poorly feasible and poorly reproducible. It is possible only within
the framework of research in order to collect data and further compare it with the results of treatment.
Key words: E-test; cross-test; in vitro synergism; FICI; combinations of antimicrobials; Klebsiella pneumoniae; Pseudomonas
aeruginosa; Acinetobacter baumannii
Список литературы
Л И Т Е РАТ У РА ( П П . 1 , 2 , 7 — 9 , 1 2 — 3 3 , 3 5 — 3 8
С М . R E F E R E N C E S )
3. Багирова Н.С., Петухова И.Н., Григорьевская З.В., Дмитриева
Н.В., Терещенко И.В. Проблемы устойчивости к противомикроб-
ным препаратам в онкологическом стационаре: диагностика про-
дукции карбапенемаз, генотипы нозокомиальных штаммов A. baumannii,
P. aeruginosa и K. pneumoniae. Злокачественные опухоли.
2020; 10(3s1): 39-48. DOI: 10.18027/2224-5057-2020-10-3s1-39-48.
4. Петухова И.Н., Григорьевская З.В., Сытов А.В., Багирова Н.С.,
Агинова В.В., Кононец П.В. Сепсис, септический шок. Возбуди-
тель инфекции: есть ли разница в подходах? Как быть с карба-
пенем-резистентными возбудителями? Злокачественные опухоли.
2022; 12(3s1): 76-87. DOI: 10.18027/2224-5057-2022-12-3s1-76-87.
5. Яковлев С.В., Суворова М.П., Быков А.О. Инфекции, вызванные
карбапенеморезистентными энтеробактериями: эпидемиология,
клиническое значение и возможности оптимизации антибактери-
альной терапии. Антибиотики и химиотерапия. 2020; 65 (5-6): 41-
69. DOI: 10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-41-69.
6. Белобородов В.Б., Голощапов О.В., Гусаров В.Г., Дехнич А.В., За-
мятин М.Н., Зубарева Н.А. и др. Диагностика и антимикробная
терапия инфекций, вызванных полирезистентными штаммами
микроорганизмов (обновление 2022). Методические рекоменда-
ции Российской некоммерческой общественной организации «Ас-
социация анестезиологов-реаниматологов», Межрегиональной
общественной организации «Альянс клинических химиотерапев-
тов и микробиологов», Межрегиональной ассоциации по клини-
ческой микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАК-
МАХ), общественной организации «Российский Сепсис Форум».
Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2022; 19(2): 84-114.
DOI: 10.21292-5658-2022-19-2-84-114.
10. Артюх Т.В. Изучение синергии антибактериальных препаратов с
использованием метода «шахматной доски» и анализа «времени
уничтожения». Вес. Нац. Акад. Навук Беларусi. Сер. Бiял.навук.
2022; 67(3): 332-42. DOI: 10.29235/1029-8940-2022-67-3-332-342.
11. Тризна Е.Ю., Яруллина Д.Р., Каюмов А.Р. Практикум по генети-
ческим основам устойчивости к антибактериальным препаратам.
Учебно-методическое пособие. Казань: Казанский федеральный
университет; 2020.
34. Тапальский Д.В. Экстремально-антибиотикорезистентные гра-
мотрицательные бактерии: распространение и стратегии анти-
микробного воздействия. Дисс …д-ра мед. наук. Минск; 2019.
39. Чеботарь И.В., Бочарова Ю.А., Гурьев А.С., Маянский Н.А. Стра-
тегии выживания бактерий в условиях контакта с антибиотиками.
Клиническая лабораторная диагностика. 2020; 65 (2): 116-21.
DOI: 10.18821/0869-2084-2020-65-2-116-121.
40. Тапальский Д.В. Микробная эффективность комбинаций из двух
карбапенемов в отношении антибиотикорезистентных штаммов
Klebsiella pneumoniae. Клиническая лабораторная диагностика.
2020; 66 (5): 304-9. DOI: 10.51620/0869-2084-2021-66-5-304-309.
R E F E R E NC E S
1. Andria N., Henig O., Kotler O., Domchenko A., Oren I., Zuckerman
T., et al. Mortality burden related to infection with carbapenem-resistant
Gram-negative bacteria among haematological cancer patients:
a retrospective cohort study. J. Antimicrob. Chemother. 2015;
70: 3146-53. DOI: 10/1093/jac/dkv218.
2. Weiner-Lastinger J.M., Abner S., Edwards J.R., Kallen J.R., Karlsson
M., Magill S.S. et al. Antimicrobial-resistrant pathogens associated
with adult healthcare–associated infections: summary of data reported
to the National Health Safety Network, 2015-2017. Infect. Control.
Hosp. Epidemiol. 2020; 41: 1-18. DOI: 10.1017/ice.2019.296.
3. Bagirova N.S., Petukhova I.N., Grigorievskaya Z.V., Dmitrieva N.V.,
Tereshchenko I.V. Problems of antimicrobial resistance in an oncology
hospital: diagnostics of carbapenemase production, genotypes
of nosocomial strains of A. baumannii, P. aeruginosa and K. pneumoniae.
Zlokachestvennye opukholi. 2020. 10 (3s1): 39-48. DOI:
10.18027/2224-5057-2020-10-3s1-39-48. (in Russian)
4. Petukhova I.N., Grigoryevskaya Z.V., Sytov A.V., Bagirova N.S.,
Aginova V.V., Kononets P.V. Sepsis, septic shock. Infectious agent:
is there a difference in approaches? What to do with carbapenem-resistant
pathogens? Zlokachestvennye opukholi. 2022; 12 (3s1): 76-87.
DOI: 10.18027/2224-5057-2022-12-3s1-76-87. (in Russian)
5. Yakovlev S.V., Suvorova M.P., Bykov A.O. Infections caused
by carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: epidemiology,
clinical significance and opportunities for optimizing antibacterial
therapy. Antibiotiki i khimioterapiya. 2020; 65(5-6): 41-69. DOI:
10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-41-69. (in Russian)
6. Beloborodov V.B., Goloshchapov O.V., Gusarov V.G., Dekhnich A.V.,
Zamyatin M.N., Zubareva N.A. et al. Diagnosis and antimicrobial
therapy of infections caused by multidrug-resistant strains
microorganisms (update 2022). Methodological recommendations
of the Russian non-profit public organization «Association of
Anesthesiologists-Resuscitators», Interregional public organization
«Alliance of Clinical Chemotherapists and Microbiologists»,
Interregional Association for Clinical Microbiology and Antimicrobial
Chemotherapy (MACMAC), public organization «Russian Sepsis
Forum». Vestnik anesteziologii i reanimatologii. 2022; 19(2): 84-114.
(in Russian)
7. Paul M., Carrara E., Retamar P., Tangden T., Bitterman T., Bonomo
R.A., et al. European Society of Clinical Microbiology and Infectious
Diseases (ESCMID) guidelines for the treatment of infections caused
by multidrug-resistant Gran-negative bacilli (endorsed by European
society of intensive care medicine). Clin. Micriobiol. Infection. 2022;
28: 521-47. DOI: 10.1016/j.cmi.2021.11.025.
8. Tamma P.D., Aitken S.L., Bonomo R.A., Mathers A.J., van Duin D.,
Clancy C.J. Infectious Diseases Society of America Guidance on the
Treatment of Extended-Spectrum β-Lactamase Producing Enterobacteales
(ESBL-E), Carbapenem-Resistant Enterobacterales (CRE), and
Pseudomonas aeruginosa with Difficult-to-Treat Resistance. CID.
2021; 72: e169-83. DOI: 10.1093/cid/ciaa1478.
9. Tamma P.D., Aitken S.L., Bonomo R.A., Mathers A.J., van
Duin D., Clancy C.J. Infectious Diseases Society of America
Guidance on the Treatment of AmpC β-Lactamase-Producing
Enterobacteales, Carbapenem-Resistant Acinetobacter Baumannii,
and Stenotrophomonas maltophilia Infections. CID. 2022; 74: 2089-
2114. DOI: 10.1093/cid/ciab1013.
10. Artyukh T.V. Studying the synergy of antibacterial drugs using the
«checkerboard» method and «kill time» analysis. Vesti Natsyyanal`nai
akademii navuk Belarusi. Seryya bialagichnykh navuk. 2022; 67 (3):
332-42. DOI: 10.29235/1029-8940-2022-67-3-332-342. (in Russian)
11. Trizna E.Yu., Yarullina D.R., Kayumov A.R. Workshop on the
genetic basis of resistance to antibacterial drugs. Educational
and methodological manual [Praktikum po geneticheskim
osnovam ustoychivosti k antibakterial`nym preparatam. Uchebnometodicheskoe
posobie]. Kazan`: Kazanskiy federal`nyi universitet;
2020. (in Russian)
12. White R.L., Burgess D.S., Manduru M., Bosso J.A. Comparison
of three different in vitro methods of detecting synergy: Time-kill,
Checkerboard and E-test. AAC. 1996; 40 (8): 1914-8.
13. Yim H., Woo H., Song W., Park M-J., Kim H.S., Lee K.M. et al. Timekill
synergy tests of tigecycline combined with imipenem, amikacin,
and ciprofloxacin against clinical isolates of multidrug-resistant
Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. Ann. Clin. Lab. Science.
2011; 41 (1): 39-43.
14. Sun L., Sun J., Ding S. In vitro research of combination therapy for multidrug-
resistant Klebsiella pneumoniae bloodstream infections. J. Intern.
Med. Res. 2022; 50(6):1-8. DOI: 10.1177/03000605221106705.
15. Papoutsaki V., Galani I., Papadimitriou E., Karantani I., Karaiskos I.
Giamarellou H. Evaluation of in vitro methods for testing tigecycline
combinations against carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae
isolates. J. Global. Antimicrob. Resistance. 2020; 20: 98-104.
DOI: 10.1016/j.jgar.2019.07.028.
16. Liu E., Jia P., Li X., Zhou M., Kudinha T., Wu T. et al. In vitro and in
vivo effect of antimicrobial agent combinations against carbapenemresistant
Klebsiella pneumoniae with different resistance mechanisms
in China. Infection and Drug Resistance. 2021; 14: 917-28. DOI:
10.2147/IDR.S292431.
17. Zhou C., Wang Q., Jin L., Wang R., Yin Y., Sun S. et al. In vitro
synergistic activity of antimicrobial combinations against blaKPC and
blaNDM-producing Enterobacterales with blaIMP or mcr genes. Front.
Microbiol. 2020; 11: 533209. DOI: 10.3389/fmicb.2020.533209.
18. Elemam A., Rahimian J., Doymaz M. In vitro evaluation of antibiotic
synergy for polymyxin B-resistant carbapenemase-producing
Klebsiella pneumoniae. J. Clin. Microbiol. 2010; 48 (10): 3558-62.
DOI: 10.1128/JCM.01106-10
19. Kuai J., Zhang Y., Lu B., Chen H., Zhang Y., Li H. et al. In vitro synergistic
activity of ceftazidime-avibactam in combination with aztreonam
or meropenem against clinical enterobacterales producing blaKPC or blaNDM. Infection and Drug Resistance. 2023; 16: 3171-82. DOI:
10.2147/IDR.S408228.
20. Samonis G., Maraki S., Karageorgopoulos D.E., Voloumanou E.K.,
Falagas M.E. Synergy of fosfomycin with carbapenems, colistin,
netilmicin, and tigecycline against multidrug-resistant Klebsiella
pneumoniae, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa clinical
isolates. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2012; 31: 695-701. DOI:
10.1007/s10096-011-1360-5.
21. Bakthavatchalam Y.D., Shankar A., Sethuvel D. P.M., Asokan K.,
Kanthan K., Veeraghavan B. Synergistic activity of fosfomycin-meropenem
and fosfomycin-colistin against carbapenem resistant Klebsiella
pneumoniae: an in vitro evidence. Future. Sci. OA. 2020; 6(4):
ESO461. DOI: 10.2144/fsoa-2019-0074.
22. Ribeiro A.C.dS., Chikhani Y.C.dS.A., Valiatti T.B., Valencio A.,
Kurihara M.N.L., Santos F.F. et al. In vitro and in vivo synergism of
fosfomycin in combination with meropenem or polymyxin B against
KPC-2-producing Klebsiella pneumoniae clinical isolates. Antibiotics.
2023; 12: 237. DOI: 10.3390/antibiotics12020237.
23. Dobreva E., Ivanov I., Donchev D., Ivanova K., Hristova R., Dobrinov
V. et al. In vitro investigation of antibiotic combinations against
multi- and extensively drug-resistant Klebsiella pneumoniae. Open
Access Maced. J. Med. Sci. 2022; 10 (B): 1308-14. DOI: 10.3889/
oamjms.2022.8934.
24. Memar M.Y., Adibkia K., Farajnia S., Kafil H.S., Khalili Y., Azargun
R., Ghotaslou R. In vitro effect of imipenem, fosfomycin, colistin,
and gentamicin combination against carbapenem-resistant and biofilm-
forming Pseudomonas aeruginosa isolated from burn patients.
Iranian. J. Pharmaceut. Res. 2021; 20(2): 286-96. DOI: 10.22037/
ijpr.2020.111824.13380.
25. Lima D.A.F.dS., Passeri do Nascimento M.M., Vitali L.H., Martinez
R. In vitro activity of antimicrobial combinations against multidrugresistant
Pseudomonas aeruginosa. Revista da Sociedale Brasileira
de Medicina Tropical. 2013; 46(3): 299-303. DOI: 10.1590/0037-
9682-0012-2013.
26. Sanal L., Sen S., Cesur S., Yilmaz N. In vitro synergistic efficacy
of various antibiotic combinations against multi-drug-resistant
Pseudomonas aeruginosa isolates obtained from patients in intensive
care units. Acta Medica Mediterranea. 2016; 32: 1041. DOI:
10.19193/0393-6384_2016_4_129.
27. Leite G.C., Neto L.V.P., Gaudereto J.J., de Maio Carrilho C.M.D.,
Rossi F., Levin A.S., Costa S.F. Effect of antibiotics combination and
comparison of methods for detection of synertgism in multiresistant
gram-negative bacteria. J. Infect. Dis. Ther. 2015; 3 (2):1000207.
DOI: 10.4172/2332-0877.1000207.
28. Palombo M., Bovo F., Amadesi S., Gaibani P. Synergistic activity of
cefiderocol in combination with pipercillin-tazobactam, fosfomycin,
ampicillin-sulbactam, imipenem-relebactam and ceftazidime-avibactam
against carbapenem-resistant gram-negative bacteria. Antibiotics.
2023; 12: 858. DOI: 10.3390/antibiotics12050858.
29. Pasteran F., Cedano J., Baez M., Albornoz E., Rapoport M., Osteria J.
et al. A new twist: the combination of sulbactam/avibactam enhances
sulbactam activity against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii
(CRAB) isolates. Antibiotics. 2021. 10: 577. DOI: 10.3390/
antibiotics10050577.
30. Dagi H.T., Kus H., Arslan U., Tuncer I. In vitro synergistic activity of
sulbactam in combination with imipenem, meropenem and cefoperazone
against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates.
Mikrobiyol. Bul. 2014; 48(2): 311-5. DOI: 10.5578/mb.7104.
31. Ozseven A.G., Cetin E.S., Aridogan B.C., Ozseven L. In vitro synergistic
activity of carbapenems in combination with other antimicrobial
agents against multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. African.
J. Microbiol. Res. 2012; 6(12): 2985-92. DOI: 10.5897/AJMR12.038.
32. Qu J., Yu R., Wang Q., Feng C., Lv X. Synergistic antibacterial activity
of combined antimicrobials and the clinical outcome of patients
with carbapenemase-producing Acinetobacter baumannii infection.
Frontiers in Microbiology. 2020; 11: 541423. DOI: 10.3389/
fmicb.2020.541423.
33. Zhang H., Zhu Y., Yang N., Kong Q., Zheng Y. Lv N. et al. In vitro
and in vivo activity of combinations of polymyxin B with other antimicrobials
against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii.
Infection and Drug Resistance. 2021; 14: 4657-66. DOI: 10.2147/
IDR.S334200.
34. Tapalsky D.V. Extremely antibiotic-resistant gram-negative bacteria:
distribution and antimicrobial strategies. Diss…. Minsk; 2019. (in
Russian)
35. Yavas S., Yetkin M.A., Kayaaslan B., Bastug A., Aslaner H., But A. et al
Investigating the in vitro synergistic activities of several antibiotic combinations
against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates.
Turk. J. Med. Sci. 2016; 46: 892-96. DOI: 10.3906/sag-1408-14.
36. Temocin F., Erdinc F.S., Tulek N., Demirelli M., Ertem G., Kinikli
S., Koksal E. Synergistic effects of sulbactam in multi-drug-resistant
Acinetobacter baumannii. Brazil J. Microbiol. 2015; 46 (4): 1119-24.
DOI: 10.1590/S1517-838246420140101.
37. Zia A., Saleem S., Imran M., Arshad M.U., Ghazal A. In vitro efficacy
of imipenem with tigecycline and amikacin against extensively drug
resistant Acinetobacter baumannii. PJMHS. 2019:13 (1): 60-3.
38. Ranu Soni, Varsha Gupta, Satinder Gombar, Jagdish Chander, Priya
Datta. Comparative evaluation of in vitro synergy testing methods in
carbapenem-resistant Acinetobacter species. J. Microbiol. Infect. Dis.
2019; 9 (1): 23-33. DOI: 10.5799/jmid.537162.
39. Chebotar` I.V., Bocharova Yu.A., Gur`ev A.S., Mayansky N.A. Bacteria
survival strategies in contact with antibiotics. Klinicheskaya Laboratornaya
Diagnostika. 2020; 65 (2): 116-21. DOI: 10.18821/0869-
2084-2020-65-2-116-121. (in Russian)
40. Tapalsky D.V., Timoshkova E.V., Petrovskaya T.A., Osipkina O.V.,
Karpov I.A. Microbiological efficiency of the combinations of two
carbapenems against antibiotic resistant Klebsiella pneumoniae
strains. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2021; 66 (5): 304-
9. DOI: 10.51620/0869-2084-2021-66-5-304-309. (in Russian)