Оптимізація антибіотикотерапії хворих на хронічний пієлонефрит, що поєднується із цукровим діабетом 2 типу, шляхом оцінки плазмідіндукованої резистентності

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптимізація антибіотикотерапії хворих на хронічний пієлонефрит, що поєднується із цукровим діабетом 2 типу, шляхом оцінки плазмідіндукованої резистентності

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

антибіотикорезистентність пієлонефрит плазмідіндукований

вЛРС - в-лактамази розширеного спектру

HbA1c - глікозильований гемоглобін

AAC (6 ') - Ib-cr - аміноглікозид-ацетилтрансфераза

АБП - антибактеріальний препарат

АБТ - антибіотико-терапія

АГ - артеріальна гіпертензія

ДАД - діастолічний артеріальний тиск

ІСС - інфекції сечової системи

ІЛ-6 - інтерлейкін 6

МІК - мінімальна інгібуюча концентрація

МЛС - мисково - лоханочна система

НЗТ - ниркова замісна терапія

ПЛР - полімеразна ланцюжкова реакція

САД - систолічний артеріальний тиск

СРБ - С-реактивний білок

ХНН - хронічна ниркова недостатність

ХП - хронічний піелонефрит

ХХН - хронічна хвороба нирок

ЦД - цукровий діабет

ШКФ - швидкість клубочкової фільтрації

ВСТУП

Актуальність теми. Інфекції сечової системи (ІСС) є найбільш поширеною групою інфекційних захворювань у всьому світі [40, 86]. В Україні щорічно збільшується поширеність ІСС, переважно за рахунок хронічного пієлонефриту (ХП), оскільки на його долю в структурі вказаної групи хвороб припадає більше 90% випадків [3]. Більш того, ХП в структурі причин ХХН V ст., за даними офіційного реєстру хворих з ХХН в Україні за 2012 рік, займає провідну позицію [8]. На тлі цукрового діабету, ХП діагностується практично у кожного четвертого хворого, що у 2-3 рази частіше, ніж в загальній популяції [7, 9]. Крім того, у пацієнтів із цукровим діабетом, ХП, в більшості випадків, протікає безсимптомно, що може призвести до серйозного пошкодження нирок з розвитком ниркової недостатності. Атипові та резистентні ІСС також частіше зустрічаються у пацієнтів із ЦД [17, 109]. Тому якісна діагностика та лікування ХП, особливо на тлі ЦД, є актуальним завданням сучасної медичної практики.

Ефективність лікування ХП значною мірою лімітується формуванням стійкості до АБП [4]. Резистентність до АБП збільшує захворюваність, смертність та витрати на лікування [48, 49]. Проте, незважаючи на серйозність проблеми антибіотико-резистентності, і величезної кількості досліджень, проведених в цьому напрямку, маловивченою залишається резистентність, що пов'язана з перенесенням генів стійкості між бактеріями мобільними ДНК - плазмідами. За даними EARS-Net, в більшості європейських країн, внаслідок швидкого поширення генів резистентності за допомогою плазмід, кількість штамів Escherichia coli зі зниженою чутливістю до фторхінолонів, 3-ї генерації цефалоспоринів та аміноглікозидів, щороку збільшується [38]. Ці мобільні плазміди являють собою дрібні генетичні елементи у вигляді зв'язаних у кільце ниток ДНК, здатні переносити від одного до декількох генів резистентності не тільки серед бактерій одного виду, але і мікробів різних видів [27]. Тому, дослідження експресії плазмід-індукованих генів резистентності серед уропатогенів є актуальним і перспективним напрямом, який дозволить поглибити розуміння механізмів формування резистентності й підійти з нової позиції до підвищення ефективності антибактеріальної терапії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи затверджена Проблемною комісією «Терапія» МОЗ та НАМН України (протокол засідання №8 від 28.02.2013 р.) і є фрагментом науково-дослідної роботи Харківської медичної академії післядипломної освіти №0115U001231.

Мета дослідження. Підвищення ефективності терапії хворих на хронічний пієлонефрит із супутнім цукровим діабетом 2 типу, на підставі вивчення та розробки методів подолання генних механізмів антибіотико-резистентності індукованих плазмідами.

Завдання дослідження:

1. Вивчити наявність плазмід-індукованих механізмів антибіотико-резистентності у хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

2. Визначити основні фактори, що можуть бути пов'язані з наявністю плазмід-індукованих механізмів антибіотико-резистентності у хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

3. Встановити взаємозв'язок резистентності in vitro до антибактеріальних препаратів із присутністю індукованих плазмідами генів антибіотико-резистентності у хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

4. Вивчити вплив плазмід-індукованих механізмів резистентності на клінічну та бактеріологічну ефективність антибіотико-терапії хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

5. Визначити взаємозв'язок плазмід-індукованих механізмів антибіотико-резистентності з показниками неспецифічних запальних реакцій (IgA, IgM, Ig G та інтерлейкіну 6) у хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

6. Оптимізувати методи диференційованого призначення антибіотико-терапії в залежності від наявності індукованих плазмідами механізмів антибіотико-резистентності, у хворих на хронічний пієлонефрит і супутній цукровий діабет 2 типу.

Об'єкт дослідження: хронічний пієлонефрит із супутнім цукровим діабетом 2 типу.

предмет дослідження: в-лактамази розширеного спектру дії типів blaTEM, blaSHV, blaCTX-M, протеїни QnrA, ефлюкс насос QepA, AAC(6')-Ib-cr, ІЛ-6, показники функціональної здатності нирок, глікемічний профіль.

Методи дослідження:

1. Методи оцінки стану хворого і верифікації діагнозу (сбір анамнезу, загальний огляд, лабораторні і інструментальні методи) проводилися згідно діючих рекомендацій [3];

2. Методи оцінки ефективності антибіотико-терапії вивчалися в динаміці клінічних симптомів і лабораторних показників (клінічного аналізу крові та сечі, біохімічного аналізу крові з визначенням концентрацій креатиніну, сечовини, загального білку);

3. Методи оцінки резистентності in vitro - чутливість виділених культур до АБП проводили диско-дифузійним методом Bauer-Kirbi на середовищі Хінтон-Мюллера з використанням комерційних дисків. Облік результатів проводили шляхом вимірювання зон затримки росту мікроорганізмів навколо дисків, включаючи діаметр самого диска [2];

4. Методи дослідження плазмід-індукованих механізмів резистентності полягали в діагностиці генів ТЕМ, SHV і СТХ-М, що кодують вироблення вЛРС та генів QnrА, AAC(6')-Ib-cr, QepA, що опосередковують стійкість до фторхінолонів, методом полімеразної ланцюжкової реакції (ПЛР). ПЛР проводили за стандартною схемою за допомогою програмованого термоциклера «Терцик-2» фірми ДНК-технологія [15].

5. Дослідження імунологічних маркерів системного запалення (ІЛ-6, IgA, IgG, IgM, С-реактивний білок) проводилося методом імуноферментного аналізу.

6. Статистичні методи проводили за допомогою пакету статистичних програм Statistica 6.0., що включали параметричні (блок базових статистик, оцінку значимостей відмінностей середніх проводили за допомогою ANOVA) та непараметричні (Хі квадрат, при необхідності з поправкою Йеті, критерій Фішера) методи; при факторному аналізі використовувався тип обертання - варімакс нормалізований.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено наукове обгрунтування визначення плазмід-індукованих механізмів резистентності у хворих із поєднанням ХП і ЦД 2 типу, з метою підвищення ефективності емпіричної антибіотико-терапії.

Встановлено, що наявність плазмід-індукованих механізмів резистентності серед хворих на ХП і супутній ЦД 2 типу, становить 31,5%. У пацієнтів із ХП без діабету - виявлення складає 25%.

Доведено, що у пацієнтів із наявністю ХХН ІІІ та ІV стадій; артеріальною гіпертензією; епізодами перенесеного простатиту або циститу в анамнезі, частота виявлення плазмідних генів резистентності достовірно вища. Крім того визначені фактори, достовірно пов'язані з виявленням плазмід-індукованих механізмів резистентності у хворих із поєднаним перебігом ХП і ЦД 2 типу: факт стаціонарного лікування упродовж останнього року, прийом в-лактамів та фторхінолонів з різних причин у поточному році, уточнено віковий діапазон (старше 55 років).

Встановлені взаємозв'язки чутливості/резистентності in vitro до АБП з наявністю різних типів плазмідних генів стійкості. Встановлено, що резистентність in vitro до амінопеніциллінів, цефалоспоринів та фторхінолонів була достовірно пов'язана з наявністю в уропатогенних штамах плазмідних вЛРС типів blaCTX-M, blaTEM, blaSHV та генів резистентності до фторхінолонів - QnrА, AAC(6')-Ib-cr, QepA. Резистентність до аміноглікозидів була достовірно пов'язана з виявленням генів blaCTX-M, QnrА та QepA.

Визначено клінічну та бактеріологічну ефективність АБТ у хворих з виявленими плазмідними механізмами резистентності. Виявлено більш повільний регрес клінічних симптомів у хворих з плазмідними генами резистентності в динаміці лікування, та відсутність повної ерадикації збудника на тлі АБТ, що було передумовою для подовження термінів лікування та, в деяких випадках, заміни АБП.

Практичне значення одержаних результатів.

Визначення плазмід-індукованих механізмів резистентності у хворих на ХП і супутній ЦД 2 типу, сприяє підвищенню ефективності емпіричної антибіотико-терапії та запобігає розвитку ускладнень, у тому числі прогресуванні хронічної хвороби нирок.

Розроблений алгоритм діагностики плазмід-індукованих механізмів резистентності у хворих на ХП і супутній ЦД 2 типу дозволяє відокремити основні категорії пацієнтів, яким доцільно в план обстеження включати дослідження експресії плазмідних генів стійкості, що сприяє поліпшенню діагностики антибіотико-резистентності та може використовуватися закладами практичної охорони здоров'я.

Визначені найбільш ефективні антибактеріальні препарати у бактерій з резистентністю in vitro на підставі дослідження вмісту різних типів плазмідних вЛРС та генів резистентності до фторхінолонів, що сприяє оптимізації антибіотико-терапії хворих із поєднанням хронічного пієлонефриту та цукрового діабету 2 типу.

Розроблений алгоритм диференційованого призначення антибактеріальних препаратів хворим на ХП і супутній ЦД 2 типу залежно від наявності плазмід-індукованих механізмів резистентності сприяє підвищенню ефективності емпіричної антибіотико-терапії та може використовуватися закладами практичної охорони здоров'я.

Впровадження результатів дослідження. Результати дослідження впроваджені в практичну діяльність терапевтичного відділення з нефрологічними ліжками № 1 Харківської міської лікарні швидкої та невідкладної допомого проф. О.І. Мещанінова; терапевтичного відділення КЗОЗ РТМО Дергачівська центральна районна лікарня; Харківська міська лікарня №1. Отримані результати використовують у навчальному процесі кафедри терапії та нефрології ХМАПО.

Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно визначила напрямок дослідження та розробила дизайн дослідження. Здобувач проводила відбір і подальше клінічне, лабораторне та інструментальне обстеження хворих, підбір диференційованої терапії, здійснювала моніторинг клінічного перебігу захворювання в динаміці лікування. Здобувач самостійно оформила первинну медичну документацію тематичних хворих, сформувала комп'ютерну базу даних, провела статистичний аналіз та узагальнення отриманих результатів і співставлення з результатами літератури. Особисто здобувач сформулювала висновки, практичні рекомендації, здійснено впровадження результатів у практичну роботу закладів охорони здоров'я та навчальний процес.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи представлено у вигляді доповідей на: всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених «Медицина ХХІ століття», присвяченої 90-річчю ХМАПО (Харків, 2013); всеукраїнській науково-практичній конференції «Загальнотерапевтична практика: нові технології та міждисциплінарні питання» ДУ «Інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України» (Харків, 2013); ІV з'їзді нефрологів України (Київ, 2013); європейському конгресі нефрологів 51^st ERA-EDTA (Amsterdam, the Netherlands, 2014); всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю «Щорічні терапевтичні читання: рання діагностика, первинна та вторинна профілактика захворювань внутрішніх органів», присвячена 95-річчю з дня народження академіка Л.Т.Малої ДУ «Інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України» (Харків, 2014); всеукраїнській науково-практичній конференції з участю міжнародних спеціалістів, присвяченої дню науки «Внесок молодих спеціалістів в розвиток медичної науки і практики» ДУ «Інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України» (Харків, 2014); всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених «Медицина ХХІ століття», присвяченої 90-річчю ХМАПО (Харків, 2014).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 23 наукові роботи, з яких 11 статей: 6 - у фахових виданнях, рекомендованих МОН України; 4 - закордонні публікації; 1 стаття у інших виданнях; 1 деклараційний патент на винахід; 12 тез у збірниках матеріалів наукових і науково-практичних конференцій (в т.ч. - 2 у закордонних виданнях).

Список публікацій:

1. Chub O. Extended Spectrum Beta-Lactamase Production in uropathogens from hospitalized patients with chronic pyelonephritis / O. Chub, A. Bilchenko, I. Khalin // The Open Urology and Nephrology Journal. - 2015. - №8. - P. 71-75. (Здобувач провела аналіз та обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

2. Чуб О.И. Выявляемость плазмид-индуцированных генных механизмов резистентности у больных пиелонефритом / О.И. Чуб // Експериментальна і клінічна медицина. - 2013. - №3(60). - С.64-67. (Здобувачу належить ідея дослідження, огляд сучасної літератури з проблеми, набір матеріалу, статистична обробка даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовка матеріалів до друку).

3. Чуб О.І. Основні фактори, пов'язані з наявністю плазмід-індукованих механізмів резистентності до антибіотиків у хворих на хронічний пієлонефрит / О.І. Чуб // Експериментальна і клінічна медицина. - 2013. - №4(61). - С.85-88. (Здобувач провела аналіз та обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

4. Чуб О.І. Вплив плазмід-індукованих механізмів резистентності на клінічну і бактеріологічну ефективність антибіотико-терапії у хворих на хронічний пієлонефрит / О.І. Чуб // Український терапевтичний журнал. - 2014. - №2 (41). - С.70-74. (Здобувач провела клінічне обстеження пацієнтів, лабораторне дослідження, статистичну обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовка статті до друку).

5. Чуб О.И. Плазмид-индуцированная резистентность возбудителей инфекций мочевой системы / А.В. Бильченко, О.И. Чуб // Український журнал нефрології та діалізу. - 2014. - №2(42). - С.45-50. (Здобувачу належить ідея дослідження, огляд сучасної літератури з проблеми, підготовка статті до друку).

6. Чуб О.І. Виявлення плазмід-індукованих генів резистентності у хворих на хронічний пієлонефрит з і без супутнього цукрового діабету 2 типу / О.І. Чуб, О.В. Більченко // Журнал Нирки. - 2014. - №4 (10). - С. 17-19. (Здобувач провела клінічне обстеження пацієнтів, лабораторне дослідження, статистичну обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

7. Чуб О.И. Распространенность вЛРС типов TEM, SHV, CTX-M среди возбудителей хронического пиелонефрита / А.В. Бильченко, О.И. Чуб // Журнал Антибиотики и химиотерапия. - 2014. - №11-12(59). - С. 24-26. (Здобувач провела аналіз та обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

8. Chub O.I. Extended Spectrum Beta-Lactamase Production in uropathogens from hospitalized patients with chronic pyelonephritis / O.I. Chub, A.V. Bilchenko, I.V. Khalin // ISN Website (http://www.theisn.org/education/education-topics/glomerular-disease/item/1755-extended-spectrum-beta-lactamase-production-in-uropathogens-isolated-from-hospitalized-patients-with-chronic-pyelonephritis). (Здобувачу належить ідея дослідження, огляд сучасної літератури з проблеми, набір матеріалу, статистична обробка даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовка матеріалів до друку).

9. Чуб О.И. Эффективность эмпирической антибиотико-терапии пиелонефрита у пациентов с СД 2 типа и без него в зависимости от наличия плазмидных генов резистентности / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Georgian Medical News.-2015. - №2(239). - С.39-44. (Здобувач провела клінічне обстеження пацієнтів, лабораторне дослідження, статистичну обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

10. Чуб О.И. Оптимизация антибиотико-терапии больных хроническим пиелонефритом, который сочетается с сахарным диабетом 2 типа путем оценки экспрессии плазмидных генов резистентности / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // ScienceRise. - 2015. - №7/4(12). - С. 102-106. (Здобувач провела аналіз та обробку даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовила статтю до друку).

11. Чуб О.І. Фактори ризику виявлення плазмід-індукованих механізмів резистентності у хворих на хронічний пієлонефрит на тлі цукрового діабету 2 типу / Більченко О.В., Чуб О.І. // Проблеми безперервної медичної освіти та науки. - 2015. - №3 (19). - С. 28-31. (Здобувачу належить ідея дослідження, огляд сучасної літератури з проблеми, набір матеріалу, статистична обробка даних, узагальнення і тлумачення отриманих результатів, підготовка матеріалів до друку).

12. Патент №91242, UA, МПК (2006.01) G 01 N 33/48. Спосіб диференційного підбору антибактеріальної терапії хворих на хронічний пієлонефрит / О.І. Чуб, О.В. Більченко; Харківська медична академія післядипломної освіти. - u 2014 00982 від 25.06.2014, Бюл. №12. (Здобувачем проведено аналіз даних, розробку формули корисної моделі, підготовку опису корисної моделі для експертизи).

13. Чуб О.И. Роль плазмид-индуцированных механизмов в формировании антибиотикорезистентности у больных хроническим пиелонефритом / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Актуальні питання профілактики, діагностики та лікування в практиці сімейного лікаря: матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю. - Харків: ХМАПО, 2012. - С.115-116.

14. Чуб О.И. Плазмид-индуцированные генные механизмы антибиотикорезистентности у больных хроническим пиелонефритом / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Щорічні терапевтичні читання: оптимізація профілактики, діагностики та лікування в клініці внутрішніх хвороб: матеріали науково-практичної конференції. - Харків: ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», 2012. - С. 256.

15. Чуб О.И. Опосредованные плазмидами генные механизмы устойчивости к антибиотикам у больных пиелонефритом / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Мультидисциплінарний підхід - ключ до успішної терапевтичної науки та практики: матеріали науково-практичної конференції. - Харків: ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», 2012. - С. 261.

16. Чуб О.И. Антибиотико-резистентность, связанная с выработкой в-лактамаз расширенного спектра действия у больных пиелонефритом / О.И. Чуб // Медицина ХХІ століття: матеріали науково-практичної конференції молодих вчених з міжнародною участю. - Харків: ХМАПО, 2012. - С. 103-104.

17. Чуб О.И. Повышение эффективности терапии больных хроническим пиелонефритом и сопутствующим сахарным диабетом 2 типа на основании изучения генетических механизмов антибиотико-резистентности / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Щорічні терапевтичні читання: лікувально-діагностичні технології сучасної терапії: матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю. - Харків: ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», 2013. - С. 328.

18. Чуб О.И. Индуцированные плазмидами механизмы антибиотико-резистентности у больных хроническим пиелонефритом и сопутствующим сахарным диабетом 2 типа / О.И. Чуб, А.В. Бильченко // Матеріали ІV з'їзду нефрологів України. - Київ: Український журнал нефрології та діалізу, 2013. - С.48-49.

19. Чуб О.И. Эффективность антибиотикотерапии больных хроническим пиелонефритом в зависимости от наличия плазмид-опосредованных механизмов резистентности / А.В. Бильченко, О.И. Чуб // Медицина ХХІ століття: матеріали науково-практичної конференції молодих вчених, присвяченої 90-річчю ХМАПО. - Харків: ХМАПО, 2013. - С. 9-10.

20. Чуб О.І. Виявлення плазмід-індукованих в-лактамаз розширеного спектру дії типів ТЕМ, SHV і СТХ-М у хворих на хронічний пієлонефрит / О.І. Чуб, О.В. Більченко // Загальнотерапевтична практика: нові технології та міждисциплінарні питання: матеріали науково-практичної конференції. - Харків: ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», 2013. - С. 328.

21. Chub O. The presence of plasmid-mediated ESBLs in uropathogens isolated from patients with chronic pyelonephritis / O. Chub // 51st ERA-EDTA Congress. - Amsterdam: Nephrology Dialysis Transplantation, 2014. - С. 346.

22. Чуб О.И. Проблема антибиотико-резистентности возбудителей хронического пиелонефрита: фокус на плазмид-индуцированную резистентность / О.И. Чуб // Внесок молодих спеціалістів в розвиток медичної науки і практики: матеріали науково-практичної конференції з участю міжнародних спеціалістів, присвяченої дню науки. - Харків: ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», 2014. - С. 212-213.

23. Чуб О.И. Распространенность плазмидных генов резистентности у больных хроническим пиелонефритом с и без сопутствующего сахарного диабета 2 типа / О.И. Чуб, А.В. Бильченко, М.А. Власенко // Медицина ХХІ століття: матеріали науково-практичної конференції молодих вчених, присвяченої 90-річчю ХМАПО. - Харків: ХМАПО, 2014. - С. 24.

ГЛАВА 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ. СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА РОЛЬ ПЛАЗМІД-ІНДУКОВАНИХ МЕХАНІЗМІВ У ФОРМУВАННІ АНТИБІОТИКО-РЕЗИСТЕНТНОСТІ У ХВОРИХ НА ХРОНІЧНИЙ ПІЄЛОНЕФРИТ І СУПУТНІЙ ЦУКРОВИЙ ДІАБЕТ 2 ТИПУ

1.1 Статистико-епідеміологічні дані щодо поширеності хронічного пієлонефриту в загальній популяції та серед пацієнтів із ЦД 2 типу

Інфекції сечової системи (ІСС) є найбільш поширеною групою інфекційних захворювань у всьому світі [40, 86]. В Україні щорічно збільшується поширеність ІСС, переважно за рахунок хронічного пієлонефриту (ХП), оскільки на його долю в структурі вказаної групи хвороб припадає більше 90% випадків. Так, у 2006 році питома вага хронічного пієлонефриту за причинами розвитку хронічної хвороби нирок (ХХН) I стадії склала 40,7%; захворюваність серед загальної кількості хворих на ХХН становила 40743 (87,2/100000 населення), поширеність - 381772 (816,6/100000 населення) [3]. Крім того, ХП в структурі причин ХХН V ст., за даними офіційного реєстру хворих з ХХН в Україні за 2012 рік, займає провідну позицію [8]. В США з приводу ІСС відбувається понад 100,000 госпіталізацій щорічно, найчастіше з приводу пієлонефриту (ПН). Практично 15% всіх амбулаторних приписів антибактеріальних препаратів (АБП) відбувається з приводу ІСС [77].

На тлі цукрового діабету, який визнаний Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ) як неінфекційна епідемія 21 століття, ХП діагностується практично у кожного четвертого хворого, що у 2-3 рази частіше, ніж в загальній популяції [7, 9, 47]. Крім того, у пацієнтів із цукровим діабетом, ХП, в більшості випадків, протікає безсимптомно, що може призвести до серйозного пошкодження нирок з розвитком ниркової недостатності. Атипові та резистентні ІСС також частіше зустрічаються у пацієнтів із ЦД [17, 109]. Тому якісна діагностика та лікування ХП, особливо на тлі ЦД, є актуальним завданням сучасної медичної практики.

1.2 Спектр бактеріальної флори ХП та чутливість до АБП

Домінуючим збудником ІСС, у тому числі ХП, залишається Грам-негативна флора, що було продемонстровано в багатьох дослідженнях. Так, Колесник М.О. та соавт. демонструють найбільш розповсюджені інфекції, що викликаються E.coli (50% і нижче за умов ускладненого або рецидивуючого перебігу ІСС порівняно з 70-95% неускладненого), Klebsiella spp. (25% порівняно з 12% осіб без ЦД), близько 30% випадків припадає на грам позитивні бактерії та не менш, ніж у 20% ідентифікується асоціація бактеріальних збудників [6]. Згідно опублікованих даних в міжнародному журналі по інфекційним захворюванням (Journal of Global Infectious Diseases), питома вага Грам-негативних збудників ІСС склала 82%, на долю Грам-позитивних бактерій випало 13%, Грибкової флори - 5%. Домінуючим патогеном серед Грам-негативної флори була виявлена E.сoli (61%), Pseudomonas aeruginosa - 17%, Klebsiella spр. - 9%. Серед Грам-позитивних бактерій переважали Enterococcus spр. (7%), Staphylococcus spр. (6%) та Candida spр. (11%) [11].

При аналізі чутливості збудників ХП до антибактеріальних препаратів, встановлено її зниження по всьому світу. Так, згідно даних європейського звіту з приводу антибіотикорезистентності EARS-Net 2012, рівні резистентності клінічних штамів E.coli до АБП в середньому між країнами становили: до амінопеніциллінів 57,4% (39,7% - 71,0%); до 3-ї генерації цефалоспоринів 11,8% (4,4% - 38,1%), серед яких від 85%-100% штамів мали плазмідні вЛРС; до фторхінолонів - 22,3% (9,7% - 42%); до аміноглікозидів - 10,3% (3,6% - 26,5%); резистентність до карбапенемів становила < 0,1%; комбінована резистентність до 3-ї генерації цефалоспоринів, фторхінолонів та аміноглікозидів становила 4,4% (0,7% - 16,1%) [38]. Ahmed NH та соавт. демонструють рівні резистентності уропатогенних штамів до ампіцилліну 85%-100%, амоксіциллін/клавуланату - 81-100%, 3-ї генерації цефалоспоринів - 57%-94%, фторхінолонів - 59-94%, аміногликозидів - 5-43% [11]. По даним Shakya R та співавт., мульти-резистентність серед уропатогенів (резистентність до 3-х та більше АБП) мала місце у 68,82% виділених штамів [106]. За даними Khatri B та співавт. тільки нітрофурантоїн та амоксициллін проявили високу інгібуючу активність in vitro як проти грам-негативної флори, так і грам-позитивних уропатогенних бактерій [67]. Однак, Akingbade O та співавт. демонструють наступні рівні резистентності серед уропатогенних штамів E.coli: до амоксицилліну (90,8%), ампіцилліну (90,8%), еритроміцину (75,8%), ко-трімоксазолу (70%), стрептоміцину (70%) та тетрацикліну (68,3%), тоді як 85,8% та 84,2% були чутливі до гентаміцину та цефтазідіму відповідно. Рівні чутливості до фторхінолонів та 3-ї генерації цефалоспоринів були наступними: левофлоксацин (80%), цефтріаксон (76,7%), ципрофлоксацин (72,5%) та офлоскацин (60,8%) [12]. В Україні, в 2010 році було проведено дослідження, де рівні резистентності E.coli становили: до пеніциллінів (49%), тетрациклінів (40-49%), фторхінолонів - 17-32%. Крім того, 23% виділених штамів були резистентні до 10 та більше АБП.

Отже, спостерігається зниження чутливості етіологічної флори ХП до АБП, що призводить до неефективності емпіричної терапії подолання, необхідності застосування антибіотиків резерву, що у кінцевому підсумку може призвести до розвитку та прогресуванню ХХН. Тому, вивчення механізмів антибіотикорезистентності з одного боку дозволить підвищити ефективність емпіричної АБТ, а з іншого - поглибити розуміння формування резистентності з метою запобігання її поширенню серед бактеріальних штамів.

1.3 Механізми формування антибіотикорезистентності. Сучасний погляд на проблему. Плазмід-індуковані механізми антибіотикорезистентності

Резистентність мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів буває природної та набутої. Природна резистентність розвивається при відсутності у мікроорганізму мішені для дії антибіотика або ж при недоступності цієї мішені. Придбана стійкість розвивається або внаслідок мутацій, або при передачі генів, що кодують резистентність, від резистентних бактерій чутливим мікроорганізмам. Основними механізмами, що опосередкують придбану стійкість, є:

· деструкція або інактивація (модифікація) антибіотика;

· зміна мішені дії антибіотика;

· зменшення проникності клітинної стінки, блокада механізмів транспортування антибіотика всередину бактеріальної клітини, або активне його виведення з мікроорганізму;

· придбання нового метаболічного шляху замість того, що пригнічувався антибіотиком.

З клінічної точки зору, найбільш важливим з них є здатність мікроорганізмів синтезувати ферменти, що руйнують антибіотики. Бактеріальні ферменти, що руйнують в-лактамні антибіотики, називаються в-лактамази [90].

1.3.1 Механізми резистентності до в-лактамних антибіотиків

в-лактами - група антибіотиків, що включає пеніциліни, цефалоспорини, карбапенеми і монобактами. Резистентність бактерій до вказаних препаратів найчастіше виникає внаслідок наступних механізмів: продукції в-лактамаз у поєднанні з природною не чутливі мікроорганізму і наявністю еффлюкса [84].

Продукція в-лактамаз - головний механізм резистентності до в-лактамних антибіотиків у Г- бактерій. В даний час відомо більше 400 різних в-лактамаз і в останні роки ця кількість стрімко зростає - до декількох десятків на рік. Ці ферменти відрізняються між собою як за походженням (плазмідні або хромосомно кодуються), так і по амінокислотної послідовності. Сучасна класифікація поділяє ці ферменти як за функціональними (Bush-Jacoby-Medeiros scheme), так і по молекулярно-біологічними ознаками (класифікація Ambler). Ambler scheme розділяє в-лактамази на 4 класи відповідно до протеїнової гомології ферментів. в-лактамази класу A, C і D є сериновими в-лактамазами, а в-лактамази класу B - метало-в-лактамази (мал.1.1). Функціональна класифікація в-лактамаз заснована на їх різній здатності гідролізувати ті чи інші в-лактамні антибіотики [84, 90].

Мал. 1.1 Класифікація в-лактамаз по молекулярним класам і функціональним групам.

У першу групу входять ферменти, що відносяться до молекулярного класу С (в-лактамази типу AmpC). Характерною особливістю цієї групи є їх більш висока активність до цефалоспоринів у порівнянні з пеніцилінами (тому їх часто називають цефалоспоринази). Крім того, ці ферменти малочутливі до дії інгібіторів в-лактамаз. У другу функціональну групу, входять в-лактамази молекулярних класів A і D. Гени ферментів другої групи входять до складу плазмід, тому ефективність їх перенесення між різними штамами, а отже, і швидкість поширення дуже високі. До групи 2а відносяться в-лактамази Г + бактерій Staphylococcus spp. і Bacillus spp. Ферменти цієї групи найбільш ефективні відносно пеніцилінових антибіотиків (за винятком оксациліну і його аналогів). Найвідомішими представниками групи 2b є в-лактамази TEM і SHV. Найбільш ефективно ці ферменти гідролізують пеніциліни, меншою мірою - цефалоспорини. У підгрупу 2be входять численні мутанти в-лактамаз типу TEM і SHV. Поява додаткових мутацій привело до того, що вони стали ефективно розщеплювати і цефалоспорини I - IV поколінь. Широка субстратна специфічність ферментів цієї групи є причиною їх іншої широко використовуваної назви - в-лактамази розширеного спектру дії («extended spectrum beta-lactamases» - ESBLs). в-лактамази розширеного спектру дії (вЛРС) - група ензимів, що здатні гідролізувати майже всі в-лактамні антибіотики, крім цефаміціна і карбапенемів, внаслідок гідролізу в-лактамного кільця [26]. Основними продуцентами вЛРС є Г- бактерії, що мають здатність до гідролізу в-лактамних антибіотиків, які містять у своєму складі оксііміно групу (цефалоспорини 3-го покоління і азтреонам), проте вищевказані ензими ингібуються інгібіторами в-лактамаз (клавуланова кислота, сульбактам, тазобактам). вЛРС закодовані генами, які переносять великі плазміди. Останні також переносять гени резистентності до інших антибактеріальних препаратів, таких як аміноглікозиди, триметоприм, сульфонаміди, тетрацикліни і хлорамфенікол. Останні дослідження продемонстрували резистентність до фторхінолонів, опосередковану ко-трансфером qnr детермінант за допомогою плазмід з генами вЛРС. Таким чином, резистентність до антибіотиків широкого спектру дії, в даний час, є частою характеристикою вЛРС-продукуючих бактеріальних штамів. Класифікацію вЛРС представлено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 Класифікація в-лактамаз

Перший плазмід-опосередкований в-лактамаз TEM-1 був виявлений в ранні 1960-і роки в клітинах Escherichia coli, виділених із крові інфікованих пацієнтів. Свою назву він отримав від прізвища Temoniera - першого пацієнта, у якого був виявлений. Будучи плазмід і транспозон опосередкованим, ензим TEM-1 отримав всесвітнє поширення і зараз виявляється в багатьох видах сімейства Enterobacteriaceae (Pseudomonas aeruginosa, Hemophilus influenza і Neissiria gonorrhea) [20, 97].

У 1987 році були виділені штами K. pneumoniae, резистентні до різних антибіотиків, включаючи оксііміно-цефалоспорини. Згодом, при вивченні цих штамів також були виділені і в-лактамази, які вони продукували. Вони були названі CTX-1 у зв'язку з їх гідролітичною активністю проти цефотаксима. Однак, досліджуючи послідовність амінокислот у гені, що кодує цей ензим, було виявлено, що він належить до виду TEM-2, відрізняючись від свого попередника TEM-1 двома амінокислотами (Lys for Glu at position 102 and Ser for Gly at position of 236). З тих пір було ідентифіковано більше 150 типів TEM в-лактамаз. Більшість з цих ензимів володіють вЛРС активністю, але ингібуються інгібіторами в-лактамаз, тоді як інші варіанти TEM поряд з розширеним спектром дії, отримали характеристику інгібітор-резистентних в-лактамаз (мутанти сімейства TEM - тип СМТ) [13, 26].

SHV-1 (sulfhydryl variable type) - в-лактамаз з гідролітичною активністю проти пеніцилінів і вузького спектра цефалоспоринів (цефалотин і цефалоридин). Тоді як ген blaSHV-1 інтегрується в бактеріальну хромосому більшості штамів K. pneumoniae, в-лактамаз SHV-1 опосредует свої властивості за рахунок плазмід-індукованих механізмів резистентності серед Г- бактерій. Перший плазмід-опосередкований механізм резистентності до оксііміно-цефалоспоринів був продемонстрований у клінічних штамах K. pneumoniae, Klebsiella ozaenae, і S. marcescens в 1983 році. Новий ензим був названий SHV-2 внаслідок гомологічної структури з геном, що кодує новий ензим і blaSHV-1. Дослідження послідовності в структурі генів показало, що різницю між двома ензимами становить одна амінокислота Gly238Ser. В даний час відомо більше 50 підвидів сімейства SHV [20, 50].

У 1989 році був виділений штам Escherichia coli, який мав не -ТЕМ, та не - SHV вЛРС. Згодом новий в-лактамаз був названий CTX-M-1, у зв'язку з його високою гідролітичною активністю проти цефотаксима. В даний час відомо більше 80 типів CTX-M. Першоджерело ензимів CTX-M відрізняється від такого сімейства ТЕМ і SHV вЛРС. Тоді як вЛРС типів blaТЕМ і blaSHV - були утворені внаслідок мутацій в послідовності амінокислот своїх попередників, ензими CTX-M були отримані в результаті горизонтального генного трансферу від іншої бактерії за допомогою рухомих плазмід. Мікроорганізми, що містять ензими CTX-M резистентні до цефотаксиму, але чутливі до цефтазидиму in vitro. Крім того, більшість ензимів CTX-M ефективно гідролізують цефіпім і, відповідно, мінімальна інгібуюча концентрація (МІК) цефепіму для бактерій, які продукують CTX-M вище, ніж для бактерій, які продукують інші типи вЛРС [130].

Інфекції, що викликані вЛРС-продукуючими штамами, варіюють від неускладнених ІСС до загрозливого життя сепсису. Крім того, вЛРС-продукуючі організми проявляють ко-резистентність до великої кількості інших груп антибіотиків, що призводить до обмеження терапевтичного вибору. Карбапенеми є засобом вибору для лікування серйозних інфекцій, викликаних вЛРС-продукуютчими штамами. Інгібітори в-лактамаз, такі як сульбактам, клавуланат або тазобактам відомі як інактіватори класу А вЛРС. Цікавим є той факт, що в-лактамаз CTX-M здатний гідролізувати сульбактам, тоді як клавуланат і тазобактам зберігають свою здатність інактивувати цей ензим [59].

За даними EARS-Net, в більшості європейських країн, внаслідок швидкого поширення генів резистентності за допомогою плазмід, кількість штамів Escherichia coli зі зниженою чутливістю до фторхінолонів, 3-ї генерації цефалоспоринів та аміноглікозидів, щороку збільшується. Поширеність генів вЛРС серед штамів, резистентних до 3-ї генерації цефалоспоринів, становило 85%-100% [38, 118]. Наявність генів вЛРС було виявлено у 35,1% штамів K.pneumoniae згідно результатів дослідження SENTRY Antimicrobial Surveillance Program, США [108]. Штами Escherichia coli, що продукують зазначені ензими часто зустрічаються в амбулаторній практиці, оскільки Escherichia coli є збудником амбулаторних інфекцій сечової системи і вибір препаратів для лікування даної патології обмежений. Це призводить до застосування нових антибіотиків, таких як карбапенеми для емпіричної терапії тяжких інфекцій сечової системи. В даний час у Великобританії і США описані мікроорганізми, що продукують карбапенемази. Внаслідок наростання резистентності, пропонується припинити терапію ІСС без наявності симптомів, а також тривале застосування антибіотиків для профілактики рецидивів ІСС [105].

Фактори ризику колонізації або інфекції, спричинені вЛРС-продукуючими організмами, включають: чоловіча стать; вік 65 років і вище; випадок не давньої госпіталізації; лікування в попередні 3 місяці цефалоспоринами, пеніцилінами та фторхінолонами; захворювання простати; деменція; діабет [65].

Отже, резистентність до в-лактамів, обумовлена плазмідними вЛРС, щорічно зростає завдяки активності рухомих генетичних елементів - плазмід, що призводить до обмеження терапевтичних можливостей, тому що в-лактами є препаратами емпіричної АБТ в лікуванні ІСС, у тому числі ХП. Тому, ідентифікація резистентних штамів з генами вЛРС є необхідним для запобігання поширення мульти-резистентності та підвищення ефективності терапії.

1.3.2 Механізми формування резистентності до фторхінолонів

Зростання резистентності основних збудників ІСС до фторхінолонів призводить до неефективності антибіотико-терапії, як амбулаторних, так і госпіталізованих хворих [10]. В дослідженні ARESC (Antimicrobial Resistance Epidemiological Survey on Cystitis), проведеному в 9 європейських країнах та Бразилії, було показано, що рівень резистентності Escherichia coli до фторхінолонів в Бразилії, Іспанії, Італії та Росії становить не менше 10%, у Польщі 6,7%, у Франції 1,7%. У Великобританії, протягом 13 років, відзначено зростання резистентності до фторхінолонів у штамів сімейства Enterobacteriaceae (Escherichia coli і Klebsiella pneumoniae), який збільшувався від <2% в 1996 до> 20% в 2009 році [104]. Аналогічна тенденція відзначена в США, де рівні резистентності до фторхінолонів в штамах, виділених від амбулаторних пацієнтів з ІСС, збільшилися від 3% у 2000 році до 17,1% в 2010 році [103]. За даними дослідження KONSID, проведеного в 11 інститутах в Кореї, резистентність штамів Escherichia coli до ципрофлоксацину перевищила 30%, що робить неможливим його застосування для емпіричної терапії [53].

До недавнього часу, механізмами розвитку резистентності до хінолонів у сімейства Enterobacteriaceae вважалися наступні: мутації в хромосомних генах, що кодують ДНК гіразу (gyrA, gyrB) та топоізомеразу IV (parC і parЕ), ??зниження проникності зовнішньої мембрани (porin defect) клітини і зверх-експресія природного еффлюкса [31]. Однак з 1998 року почали з'являтися повідомлення про появу нових механізмів резистентності до фторхінолонів, індукованих плазмідами. Вперше плазмід-опосередкована резистентність до фторхінолонів була описана в штамі Klebsiella pneumoniae, виділеного в одному з регіонів США в 1998р [70]. На теперішній час відомо кілька подібних механізмів, індукованих плазмідами: протеїни Qnr, аміноглікозид- ацетилтрансфераза AAC(6 ')-Ib-cr і efflux pump QepA [94, 100, 115].

Вперше плазмід-індукована резистентність до фторхінолонів була описана в 1998 г в мульти-резистентному штамі Klebsiella pneumoniae, виділеному із сечі пацієнта в університеті Алабама в Бірмінгемі, який мав здатність передавати невисокі рівні резистентності до хінолонів Escherichia coli та іншим Грам-негативним бактеріям. Зазначений плазмід-індукований ген резистентності був названий «qnr». Цей ген являє собою 218 аміно-кислотний протеїн Qnr (пізніше названий QnrА), який захищає ДНК гіразу (і можливо топоїзомеразу IV) від інгібуючої активності фторхінолонів. QnrА належить до сімейства протеїнів з пентапептіднимі повторами (pentapeptide-repeat family), яке в даний час налічує більше 90 членів [22, 70]. В последующие годы были описаны похожие плазмид-опосредованные детерминанты Qnr в штаммах семейства Enterobacteriaceae (QnrB, QnrC, QnrD, QnrS) [21, 58]. Надалі вони були виявлені в усьому світі і майже завжди асоціювалися з продукцією в-лактамаз розширеного спектру [92, 93, 99]. При взаємодії Qnr-детермінант з топоізомеразами, ДНК і фторхінолонами, останні втрачають здатність зв'язуватися зі своєю мішенню. [81]. Протеїни Qnt викликають стійкість до налідиксової кислоти і знижену чутливість до фторхінолонів [85].

У 2005 році був описаний другий плазмід-індукований механізм резистентності до фторхінолонів - аміноглікозид-ацетилтрансфераза (AAC (6 ') - Ib-cr). Цей протеїн є варіантом ферменту 6'acetyl трансферази, який відомий своєю здатністю модифікувати хімічну структуру аміноглікозидів [98]. Аміноглікозид-ацетилтрансфераза (AAC (6 ') - Ib-cr) являє собою біфункціональний як аміноглікозід так і фторхінолон- активний варіант, здатний каталізувати ацетелирование обох класів препаратів [127]. Цей варіант ензиму набув здатності ацетелірувати ципрофлоксацин і норфлоксацин, в результаті чого активність ципрофлоксацину знижується в 4 рази. Моксифлоксацин і левофлоксацин не ацетилюються внаслідок відсутності piperazinyl substituent в позиції С-7 [44, 102]. Протеїн AAC (6 ') - Ib-cr має більш широке поширення, ніж детермінанти Qnr. Продукція генів QNR і AAC (6) -Ib-cr асоціюються з продукцією вЛРС, таким чином, представляючи другий механізм ко-селекції лікарської стійкості в результаті впливу хімічно не родинних агентів [33].

Нещодавно був відкритий третій механізм плазмід-індукованої стійкості до фторхінолонів: еффлюкс насоси (efflux pumps) OqxAB і QepА. Протеїни OqxAB і QepА опосередковують резистентність до гідрофільних фторхінолонів, таких як норфлоксацин, ципрофлоксацин і енрофлоксацин, підвищуючи МІК в 32-64 рази. У доповненні до хінолонів, активному виведенню з клітини в результаті дії еффлюкс насоса QepА схильні еритроміцин, етідіумбромід, acrifliavine; а еффлюкс помпа OqxAB додатково експортує етідіум бромід, тетрациклін, хлорамфенікол, триметоприм та інші препарати [14, 52]. Ген QepА і аміноглікозид-рибосом-метилтрансфераза є частиною мобільного елемента, з чого випливає можливість селекції детермінант QepА внаслідок впливу аміноглікозидів і навпаки, резистентність до аміноглікозидів може розвиватися в результаті впливу фторхінолонів; те ж саме відноситься і до AAC(6 ') - Ib-cr-опосередкованої резистентності. Таким чином, екструзія хімічно не споріднених агентів внаслідок дії еффлюкс насосів представляє третій механізм перехресної резистентності (cross-resistance).

В Італії, поширеність плазмід-індукованих механізмів резистентності до фторхінолонів у амбулаторних і госпіталізованих пацієнтів з ІСС склало 11% і 21% відповідно. Найпоширеніший ген - аміноглікозид-ацетилтрансфераза aac (6 ') - Ib-cr [75]. Поширеність плазмід-індукованих генів резистентності до фторхінолонів серед клінічних штамів Escherichia coli і K.pneumoniae в Таїланді становить 22,3% і 65,3% відповідно. За виявленням гени розташувалися в наступному порядку: aac (6 ') - Ib-cr, qnrS, qnrB і qnrA [87]. Поширеність плазмід-індукованих генів резистентності до фторхінолонів серед ентеробактеріальних штамів, виділених у дитячій лікарні в Тунісі, склало 14,4% [61].

До факторів ризику колонізації уропатогенів з механізмами резистентності до фторхінолонів відносять: вік старше 60 років (OR 2,52), наявність обструкції сечових шляхів (OR 2,09), епізод рецидиву ІСС у минулому (OR 2,98), та прийом фторхінолонів у попередні 3 місяця (OR 4,27) [126, 111]. Крім того, в останні 6 років, у багатьох країнах світу, посилено вивчається взаємозв'язок кількості призначень фторхінолонів і розвиток резистентності до них. Так, у клінічних дослідженнях, проведених в Європі, Америці, визначається достовірне зростання резистентності до фторхінолонів при збільшенні кількості їх призначень [63, 96, 125]. Згідно з даними W. E. van der Starre та співавт., при збільшенні кількості призначень левофлоксацину з приводу ІСС з 3,1 до 12,7 на 1000 візитів, резистентність до нього і інших фторхінолонів збільшилася з 1% до 9%. Факторами ризику, що сприяли резистентності, у штамів E.coli були виявлені: випадок госпіталізації, використання левофлоксацину в попередній рік [128].

При інфекціях, викликаних вЛРС-продукуючими бактеріями, визначається висока частота перехресної резистентності, що обмежує застосування як фторхінолонів, так і аміноглікозидів [31]. Згідно даних Ferjani S та соавт., виявляємість плазмід-індукованих механізмів резистентності до фторхінолонів серед вЛРС-продукуючих бактерій склало 60% [39]. Дослідження GEIH-ESBL 2006 project демонструє виявлення протеїнів Qnr серед вЛРС-продукуючих мікроорганізмів, що склало 3,7%, а виявлення аміноглікозид-ацетилтрансферази (aac (6 ') - Ib-cr) - 16,2% [24].

Отже, наростаюча резистентність до фторхінолонів внаслідок впливу плазмід-індукованих механізмів представляє серйозну проблему в лікуванні ІСС. Внаслідок активності плазмід можливе співіснування одночасно декількох механізмів резистентності (cross-resistance), в результаті чого, терапевтичний вибір вже спочатку лімітований. Тому, необхідно чітко дотримуватися принципів та схем лікування, враховувати можливий бактеріальний спектр і його чутливість, а також фактори ризику наявності стійкості з метою запобігання поширення опосередкованих плазмідами генів резистентності до фторхінолонів між бактеріями.

1.3.3 Плазміди: визначення, види, механізми інтеграції

Плазміди - екстра (позахромосомні генетичні елементи бактерій, здатні до самовідтворення та існуюють в цитоплазмі бактеріальної клітини. Плазміди являють собою молекули ДНК, мають кільцеву замкнуту структуру, розміри їх варіюють від 1 до більше 1000 kilobase (kb).

Плазміди відіграють важливу роль в еволюції бактерій, беручи участь у процесі природного відбору. Клітини, які набувають плазміди, набувають нові, найчастіше вигідні для них, властивості. Ці властивості лягли в основу назв вперше виявлених плазмід, а саме: F-плазмід (фактор статі), які надають клітинам донорні властивості, R-плазмід (resistance) визначають стійкість (резистентність) клітин до антибіотиків, Col- плазмид (colicinogeny-коліціногенность) детермінують синтез білкових речовин, що називаються коліцини, здатних викликати загибель чутливих бактерій власного виду або близькоспоріднених. Залежно від здатності чи нездатності передаватися від однієї бактеріальної клітини в іншу в процесі кон'югації, розрізняють кон'югатівні (self-transmissible) плазміди, які мають свій transfer-механізм і некон'югатівні (mobilizable) плазміди, що переміщуються за допомогою transfer-механізму кон'югативних плазмід. R-фактор - типова плазміда, являє собою двониткову молекулу ДНК, в якій є гени, відповідальні за самореплікацію і перенесення резистентності в реципієнтну клітку - фактор переносу стійкості RTF (resistance transfer factor) і окремі гени, що детермінують стійкість до конкретного антибіотика. Плазміда, що містить RTF, належить до кон'югативних. На поверхні таких клітин утворюються статеві F-пілі, необхідні для її кон'югації з клітиною-реципієнтом та передачі R-фактора (малюнок 1.5). Статеві F-пілі клітини-донора утворюють так званий «кон'югаційний місток» з кліткою реципієнтом, за яким передається одна з ниток плазмідної ДНК. В результаті такого процесу утворюється нова клітина (новий донор), що містить у своєму складі плазміду, і відповідно - нові властивості. У подальшому при поділі такої клітини, всі дочірні особі будуть мати у своєму геномі плазміду.

Ще однією властивістю бактеріальних плазмід є їх здатність інтегруватися (вбудовуватися) в геном клітини-господаря і таким чином реалізовувати свої нові властивості, зокрема резистентність до антибактеріальних препаратів.

Плазмід-опосередкований трансфер генів резистентності серед бактеріальних збудників вважається одним з найбільш важливих механізмів поширення мульти-резистентності (MDR). Тому, характеристика плазмід від різних бактеріальних штамів є ключовим кроком для розуміння механізмів вірулентності і їх еволюції, і розробки більш ефективних лікарських засобів, які впливають на резистентні бактерії.

1.4 Фармако-терапія інфекцій, спричинених штамами з плазмідними механізмами резистентності. Можливі шляхи подолання резистентності

В результаті швидкого зростання резистентності грамнегативних бактерій, існуюча у світі програма синтезу антибактеріальних препаратів не забезпечить терапевтичні потреби на найближчі 10-20 років [23]. Карбапенеми розглядаються в якості препаратів вибору в лікуванні інфекцій, викликаних ESBL-продукуючими мікроорганізмами. Це положення не перевірялося в рандомізованих контрольованих дослідженнях, і грунтується на ретроспективних дослідженнях і описах клінічних випадків. Так, за даними невеликих досліджень, у хворих з бактеріємією, викликаною ESBL-продукуючою Klebsiella pneumoniae, застосування карбапенемів було незалежним предиктором зменшення смертності у порівнянні з застосуванням інших антибіотиків, до яких збудник демонстрував чутливість in vitro [72]. Внаслідок цього, в лікуванні інфекцій, викликаних бактеріями, що продукують ESBLs, карбапенеми витісняють цефіпім, який демонструє високу мінімальну інгібуючу концентрацію щодо CTX-M продукуючих Klebsiella spp. і Escherichia coli [119]. Крім того, ряд досліджень показав, що цефалоспорини, включаючи цефаміціни і цефіпім, демонстрували гірші клінічні результати у порівнянні з карбапенемами, незважаючи на однакову чутливість збудників in vitro.

Збільшення мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) до карбапенемів, навіть у межах допустимих значень, викликає підозру на наявність карбапенем-резистентних штамів, які, як правило, одночасно резистентні і до аміноглікозидів та фторхінолонів [66]. Klebsiella pneumoniae є своєрідним «колектором» плазмід, що містять карбапенемази. Терапія інфекцій, спричинених бактеріями, що продукують карбапенемази вкрай складна. Частота клінічної неефективності, коливається, за даними системного мета-аналізу невеликих досліджень, від 8,4 до 50%, при цьому найменшу частоту неефективності (8,4%) продемонстрував режим комбінованої терапії із застосуванням більш ніж 2 антибіотиків, одним з яких був карбапенем [121].