Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

В настоящее время бета-лактамные антибиотики являются наиболее часто применяемыми препаратами для лечения бактериальных инфекций, однако их эффективность может снижаться вследствие возникновения к ним устойчивости, наиболее частым механизмом развития которой является продукция бета-лактамаз.

Для преодоления данного специфического механизма резистентности были синтезированы ингибиторы бета-лактамаз, способные подавлять активность широкого ряда бета-лактмаз, вырабатываемых грамположительными, грамотрицательными и анаэробными патогенами.

В данной статье будут рассмотрены механизм действия и спектр активности одного из наиболее часто применяемых ингибиторозащищенных бета-лактамов — амоксициллин/клавуланата.

Семейство бета-лактамных антибиотиков включает четыре основные группы антимикробных препаратов: пенициллины, цефалоспорины, монобактамы и карбапенемы.

Бета-лактамные антибиотики действуют на клетку бактерии двумя основными путями. Во-первых, они встраиваются в стенку бактериальной клетки и подавляют активность фермента транспептидазы, участвующего в завершающем этапе построения стенки бактерии.

Во-вторых, они связываются с пенициллинсвязывающими белками (ПСБ), которые в норме подавляют гидролазы бактериальной клетки и таким образом высвобождают эти гидролазы, что приводит к лизису бактериальной стенки.

Для борьбы с этими основными механизмами действия бета-лактамов бактерии приобрели способность вырабатывать специальные ферменты бета-лактамазы, способные гидролизировать бета-лактамное кольцо, а также изменять тип строения ПСБ [1].

Синтез бета-лактамаз кодируется или хромосомами (конститутивный тип), например Pseudomonas aeruginosa, или плазмидами (индуцибельный тип), например Aeromonas hydrophila и Staphylococcus aureus. Плазмиды могут передаваться от одной бактерии к другой, способствуя быстрому распространению резистентности.

Механизм действия бета-лактамаз

Бета-лактамазные ферменты разрушают бета-лактамное кольцо двумя основными механизмами.

Первый механизм, присущий лактамазам классов А, С и D (деление на классы проводится в зависимости от последовательности аминокислот в структуре фермента), заключается в связывании с субстратом благодаря наличию специального гибкого активного участка (рис. 1).

Происходит необратимое связывание с углеродом карбонильной группы бета-лактамного кольца и нарушение его целостности, что переводит антибиотик в неактивное состояние и попутно обеспечивает регенерацию бета-лактамазы. Эти классы бета-лактамаз активны в отношении многих пенициллинов, цефалоспоринов и монобактамов.

Второй механизм присущ менее распространенной группе бета-лактамаз, которые относятся к классу В. Ферменты этого класса называются также металло-бета-лактамазами, поскольку содержат подвижный двухвалентный ион металла, чаще всего ион цинка, который способен связываться с карбонильной группой большинства пенициллинов, цефалоспоринов и карбапенемов, но не монобактамов [1].

Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

Классификация бета-лактамаз

Начиная с 60-х годов XX века предлагалось несколько классификаций бета-лактамаз, исходя из их биохимических и функциональных особенностей и различий в молекулярном строении (табл. 1) [3–5].

Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

Большинство клинически значимых бета-лактамаз принадлежат к классам А и С. В частности, класс А включает хромосомные бета-лактамазы Klebsiella spp., Citrobacter diversus, Proteus vulgaris и большинство Bacteroides spp.

, а также практически все плазмидные бета-лактамазы. Класс С содержит хромосомные цефалоспориназы AmpС, класс В — ферменты ОХА, которые широко распространены в плазмидах Enterobacteriaceae.

Класс В содержит, как уже упоминалось ранее, несколько бета-лактамаз, имеющих ион цинка [3].

Хромосомные бета-лактамазы присутствовали в бактериях изначально, еще до создания антибиотиков (АБ): они принимают участие в метаболизме микробной клетки, а также защищают бактерии от бета-лактамаз, вырабатываемых в природных условиях грибками.

Однако в настоящее время основным фактором отбора штаммов — продуцентов бета-лактамаз является использование бета-лактамных АБ, которые способствуют искусственному отбору бактерий по следующим направлениям: 1) продуцирование большего количества бета-лактамаз; 2) наличие дополнительных бета-лактамаз, кодируемых плазмидами; 3) мутация имеющихся бета-лактамаз с расширением их спектра активности. Такой искусственный отбор благоприятствовал селекции целых видов или отдельных штаммов бактерий — продуцентов бета-лактамаз, причем процесс отбора с выработкой новых бета-лактамаз происходил параллельно созданию новых антибактериальных препаратов, целью которого являлось наличие устойчивости к бета-лактамазам. Преодоление данного механизма резистентности бактерий осуществлялось по двум направлениям: химическая модификация антибиотиков и комбинирование бета-лактамов с ингибиторами бета-лактамаз.

Первым возбудителем, приобретшим способность продуцировать бета-лактамазы, стали стафилококки: если в 1944 году бензилпенициллин был активен в отношении 95 % штаммов Staphylococcus aureus, всего 5 % штаммов вырабатывали бета-лактамазы и были к нему устойчивы, то через 5 лет удельный вес бета-лактамазопродуцирующих штаммов возрос до 50 %, а спустя годы — до 90 % за счет передачи генов и селекции устойчивых штаммов. Создание в 60-е годы XX века метициллина и оксациллина, устойчивых к стафилококковым бета-лактамазам и до сих пор сохраняющих свою клиническую эффективность в отношении метициллиночувствительных штаммов, может служить примером подхода, направленного на химическую модификацию АБ [6].

Впоследствии проблемы устойчивости к АБ, обусловленной продукцией бета-лактамаз, затронули в большей степени грамотрицательные палочки, что связано в значительной мере с разработкой новых АБ (табл. 2) [3]. Некоторые грамотрицательные бактерии имели природную устойчивость к бета-лактамам вследствие продукции большого количества хромосомных бета-лактамаз: Klebsiellа spp.

устойчива к аминопенициллинам (ампициллин, амоксициллин) и карбоксипенициллинам (карбенициллин и тикарциллин). Однако по мере внедрения бета-лактамных АБ, активных в отношении грамотрицательной флоры, клиническое значение приобрели микроорганизмы, имеющие приобретенную устойчивость за счет синтеза индуцибельных бета-лактамаз класса А (P.vulgaris, C.

diversus) и индуцибельных бета-лактамаз AmpC (Enterobacter spp., Citrobacter freundii, Morganella morganii, Providencia spp., Serratia spp., Pseudomonas aeruginosa), что обеспечило им устойчивость к аминопенициллинам и цефалоспоринам I поколения.

Наиболее клинически важным следствием применения бета-лактамов, активных в отношении грамотрицательной флоры, явилось распространение плазмидных бета-лактамаз, преимущественно ТЕМ-1, среди видов, исходно чувствительных к этим АБ.

В настоящее время до 60 % штаммов Enterobacteriaceae продуцируют этот тип бета-лактамаз, частота которого превышает частоту всех остальных типов (ТЕМ-2, SHV-1, OXA-1) более чем в 10 раз. С середины 70-х годов бета-лактамаза ТЕМ-1 распространилась и на другие грамотрицательные палочки, псевдомонады и Vibrio cholerae .

Этот тип фермента остается единственным представителем плазмидных бета-лактамаз у гонококков, обнаруживаясь у 1–40 % его штаммов. Этот же фермент продуцируют 2–40 % штаммов Haemophilus influenzae в зависимости от географического региона и капсулярного типа, причем его частота превышает частоту другого типа бета-лактамазы данного микроорганизма (ROB-1) в 10 раз.

И только у псевдомонад и Moraxella catarrhalis ТЕМ-1 теряет свое первенство, уступая его PSE-1 и PSE-4 у псевдомонад и BRO-1, BRO-2 у М.сatarrhalis. В настоящее время свыше 80 % штаммов М.сatarrhalis продуцируют бета-лактамазы. Все вышеперечисленные бета-лактамазы (TEM-1, TEM-2, SHV-1, PSE-1, PSE-4, BRO-1, BRO-2) принадлежат к классу А, обеспечивая сходный уровень устойчивости к амино-, карбокси-, уреидо- и пиперазинпенициллинам, а также цефалоспоринам I поколения [7].

Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

После создания новых поколений цефалоспоринов устойчивость к ним появилась у Enterobacte r spp., C.freundii, Serratia spp., M.morganii, P.aeruginosa вследствие усиленного синтеза (гиперпродукции) бета-лактамаз AmpC, причем частота таких штаммов в некоторых странах Европы достигает 70 %. Позднее этот фермент был выявлен у E.coli и Klebsiella spp.

В середине 80-х годов XX века были выявлены бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС), большинство из которых появилось вследствие мутаций ферментов типа TEM-1, TEM-2, SHV-1. Чаще всего эти бета-лактамазы встречаются у Klebsiella spp. [8].

Карбапенемы обладают наибольшей среди всех бета-лактамов устойчивостью ко всем плазмидным бета-лактамазам классов А, С и D. Однако в настоящее время отмечается выработка новых бета-лактамаз, преимущественно класса С, способных инактивировать карбапенемы.

Из них наибольшее значение имеют ферменты, вырабатываемые Stenotrophomonas maltophilia, и широкое использование карбапенемов может способствовать дальнейшей селекции этого штамма. Также опасения вызывает появление у Enterobacteriaceae, P.aeruginisa, Serratia marcescens, K.

рneumoniae плазмидного фермента класса В (IMP-1), который обеспечивает устойчивость ко всем бета-лактамным антибиотикам, кроме монобактамов [9].

Наиболее эффективной стратегией, направленной на преодоление специфического механизма резистентности, обусловленного продукцией бета-лактамаз, в настоящий момент является использование ингибиторозащищенных бета-лактамов. Их широкий спектр активности обусловлен способностью ингибиторов инактивировать широкий круг бета-лактамаз, вырабатываемых грамположительными, грамотрицательными и анаэробными микроорганизмами.

И хотя они не являются надежным средством в отношении бета-лактамаз расширенного спектра, их применение вместо цефалоспоринов способствует снижению селекции продуцентов этого типа бета-лактамаз.

Ингибиторы бета-лактамаз представляют собой бета-лактамные структуры, которые необратимо связываются с ферментами, сами при этом разрушаясь, вследствие чего они получили название суицидных ингибиторов. В настоящее время клиническое значение имеют три таких ингибитора: клавулановая кислота (клавуланат) и два производных пенициллановой кислоты — сульбактам и тазобактам.

Читайте также:  Хламидии и риккетсии. Отличие хламидий и риккетсий от вирусов. Особенности хламидий и риккетсий.

Все ингибиторы бета-лактамаз инактивируют большинство бета-лактамаз класса А, особенно хромосомные ферменты Bacteroides spp., C.diversus, Klebsiella spp., P.vulgaris, стафилококковые пенициллиназы, а также бета-лактамазы TEM и SHV — классические и расширенного спектра (табл. 3) [3].

Однако активность клавуланата и тазобактама в отношении ТЕМ-ферментов почти в 10 раз превосходит активность сульбактама. Клавуланат и производные пенициллановой кислоты также активны в отношении некоторых бета-лактамаз класса D, активность в отношении класса С у них низкая или отсутствует.

Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

Клавуланат был первым ингибитором бета-лактамаз, получившим клиническое применение. Он высокоактивен в отношении бета-лактамаз класса А, особенно хромосомных бета-лактамаз Bacteroides spp., C.diversus, Klebsiella spp., P.vulgaris, P.

mirabilis, Moraxella catarrharalis, стафилококковых пенициллиназ, а также бета-лактамаз TEM и SHV, которые часто вырабатываются представителями семейства Enterobacteriaceae, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae.

Хотя наблюдается рост устойчивости, обусловленной продукцией бета-лактамаз, большинство клинически значимых бета-лактамаз сохраняет свою чувствительность к клавуланату (табл. 2) [3].

Клавуланат также проявляет собственную антибактериальную активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также анаэробов, причем механизм этой активности не связан с ингибированием бета-лактамаз (табл. 4) [10].

Наименьшую активность клавуланат проявляет в отношении Pseudomonas aeruinоsa и энтерококков, более выраженную — в отношении Enterobacteriaceae и H.influenzae, наибольшую — в отношении Bacteroides fragilis и других анаэробов, M.catarrhalis, стафилококков и стрептококков. Клавуланат также проявляет активность в отношении Neisseria spp.

и демонстрирует хорошую активность в отношении таких атипичных бактерий, как Chlamydia spp. и Legionella spp. [10].

Определение способности бактерий к образованию бета лактамаз. Бета лактамазный тест.

Активность клавуланата исследовалась в комбинации с другими антимикробными препаратами, включая тикарциллин и пенициллин, однако поскольку амоксициллин/клавуланат является наиболее часто применяемой комбинацией, большинство исследований изучало активность клавуланата именно в комбинации с амоксициллином.

С клинической точки зрения интерес представляет антипневмококковая активность амоксициллин/клавуланата, поскольку наблюдаемый в некоторых регионах рост резистентности Staphylococcus pneumoniae вызывает серьезные опасения.

Исследования in vitro показали, что клавуланат может повышать антипневомококковую активность бета-лактамных антибиотиков благодаря дополнительному связыванию с ПСБ. Например, добавление клавуланата снижает минимальную подавляющую концентрацию (МПК) пенициллина на 1/3, а пенициллинустойчивые штаммы пневмококка в его присутствии изменяют форму и объем микробных клеток.

Таким образом, дополнительное связывание с ПСБ придает амоксициллин/клавуланату более выраженную по сравнению с амоксициллином антипневмококковую активность [10].

Клавуланат также имеет высокую активность in vitro в отношении Legionella pneumophila, причем синергизм между клавауланатом и амоксициллином в отношении этого патогена обусловлен не столько бета-лактамазной активностью клавуланата (легионелла продуцирует бета-лактамазы с низкой активностью), сколько дополнительным связыванием клавуланата и амоксициллина с ПСБ. Благодаря более выраженной по сравнению с пенициллинами способности проникать внутрь клетки клавуланат значительно эффективнее амоксициллина действует на внутриклеточно расположенные Legionella pneumophila [10].

Клавуланат также обладает способностью значительно, на 70–80 %, уменьшать внутриклеточный пул Chlamydia trachomatis.

Активность клавуланата в отношении атипичных возбудителей, выявленная in vitro , нашла свое подтверждение и in vivo на экспериментальных моделях пневмонии у мышей, вызванной Chlamydia trachomatis и Legionella pneumophila, причем при легионеллезной пневмонии активность амоксициллин/клавуланата была сопоставима с активностью эритромицина и доксициклина.

Также имеются данные о более высокой активности амоксициллин/клавуланата по сравнению с амоксициллином в отношении штаммов периодонтальной флоры (Actinobacillus actinomycetemcomitans и Enterococcus faecalis) и E.coli, не продуцирующих бета-лактамазы.

Клиническая эффективность антибиотика зависит не только от собственно антимикробных свойств препарата, но и от его взаимодействия с факторами иммунной защиты макроорганизма.

Результаты исследований in vitro продемонстрировали усиление защитных свойств макроорганизма за счет повышения захвата микроорганизмов полиморфноядерными клетками и последующей гибели возбудителя, а также усиление хемотаксиса и адгезии полиморфноядерных клеток.

Положительное влияние амоксициллин/клавуланата на иммунный ответ макроорганизма может оказывать положительное влияние и на клинический исход пневмококковых инфекций, при которых полиморфноядерные клетки являются первой линией защиты [10].

Положительным свойством клавуланата является независимость его эффективности от рН среды.

Кроме того, амоксициллин/клавуланат (АМО/К) сочетает свойства ингибитора бета-лактамаз, хорошую биодоступность и широкий спектр антимикробной активности амоксициллина, что делает его на сегодняшний день единственным представителем ингибиторозащищенных пенициллинов, приемлемых для пероральной терапии. Наличие формы для парентерального введения делает его оптимальным препаратом среди всех ингибиторзащищенных пенициллинов для ступенчатой терапии.

Бактерии, вырабатывающие бета-лактамазу расширенного спектра (ESBL)

Мы выпустили обновления правил посещения, они вступили в силу с 11 марта. Ознакомьтесь с последней информацией о порядке регистрации посетителей, а также о требованиях к ношению масок и вакцинации/тестированию для определенных посетителей. Ознакомьтесь с нашими правилами посещения.

Время для прочтения: Примерно 3 мин.

Эта информация рассказывает о бактериях, вырабатывающих бета-лактамазу расширенного спектра (ESBL), в том числе о путях их распространения и способах лечения вызываемых ими инфекций.

Вернуться к началу страницы

Что представляет собой бета-лактамаза расширенного спектра?

Некоторые микроорганизмы, к примеру, кишечная палочка (E. coli) и клебсиелла, вырабатывают фермент, называемый бета-лактамазой расширенного спектра (ESBL). Этот фермент делает микроорганизмы более стойкими к антибиотикам.

Микроорганизмы, вырабатывающие ESBL, могут вызывать различные заболевания, например:

  • Инфекции мочеполовой системы
  • воспаление легких;
  • кровяные инфекции;
  • раневые инфекции.

Вернуться к началу страницы

В чем состоит разница между колонизацией и инфицированием микроорганизмами, вырабатывающими esbl?

Человек может быть либо колонизирован, либо инфицирован микроорганизмами, вырабатывающими ESBL. Колонизация означает наличие микроорганизмов на коже или в организме человека при отсутствии каких-либо симптомов заболевания. Инфицирование означает наличие микроорганизмов на коже или в организме, и при этом они вызывают заболевание.

Вернуться к началу страницы

Как распространяются микроорганизмы, вырабатывающие ESBL?

Большинство инфекций, вызываемых вырабатывающими ESBL микроорганизмами, распространяется через прямой контакт с физиологическими жидкостями инфицированного человека (кровь, выделения из раны, моча, стул или флегма). Также они могут распространяться через контакт с оборудованием или поверхностями, которые могут быть заражены бактериями. Они не распространяются при простом контакте, например через прикосновение или объятие.

Вернуться к началу страницы

Кто подвержен риску инфицирования микроорганизмами, вырабатывающими ESBL?

Инфекции, вызываемые вырабатывающими ESBL бактериями, чаще возникают у людей:

  • старшего возраста;
  • с ослабленной иммунной системой;
  • страдающих хроническими заболеваниями, такими как рак и диабет;
  • ранее принимавших антибиотики;
  • недавно перенесших операцию;
  • лежавших в больнице много раз или длительное время;
  • с открытыми ранами или язвами;
  • с установленными трубками или дренажами.

Вернуться к началу страницы

Каковы симптомы инфекции, вызываемой вырабатывающими ESBL микроорганизмами?

Симптомы будут зависеть от места возникновения и типа инфекции.

Вернуться к началу страницы

Каковы методы лечения инфекции, вызываемой вырабатывающими ESBL микроорганизмами?

Инфекции, вызываемые вырабатывающими ESBL микроорганизмами, лечатся антибиотиками, к которым у них нет устойчивости. Ваш врач выберет для вас лекарство(-а) в зависимости от того, где возникла инфекция, и какой микроорганизм ее вызвал.

Вернуться к началу страницы

Какие меры по изоляции принимаются в больнице, если у меня обнаруживается инфекция, вызываемая вырабатывающими ESBL микроорганизмами?

Меры по изоляции — это мероприятия, которые мы проводим, чтобы предотвратить распространение инфекции среди пациентов. Если во время пребывания в больнице у вас диагностировали инфекцию, вызываемую вырабатывающими ESBL микроорганизмами:

  • Вас поместят в отдельную палату.
  • На вашей двери повесят табличку с информацией о том, что весь персонал и посетители должны вымыть руки с мылом или протереть их спиртосодержащим антисептиком для рук перед входом и после выхода из вашей палаты.
  • Весь персонал и посетители должны надеть желтый халат и перчатки во время пребывания в вашей палате. Они выдаются за пределами вашей палаты и могут быть утилизированы в вашей палате.
  • Если вы выходите из палаты для проведения исследований, вам следует надеть желтый халат и перчатки или покрыться чистой простыней.
  • Если вы выходите из своей палаты, чтобы прогуляться по отделению, вам следует надеть желтый халат и перчатки.
  • Вам запрещен доступ в следующие зоны больницы:
    • кладовая для продуктов в вашем отделении;
    • центр отдыха в M15;
    • детские зоны отдыха в M9;
    • кафетерий;
    • основной вестибюль;
    • любые другие зоны общего пользования на территории больницы.
  • При соблюдении мер по изоляции у вас в палате могут проводиться сеансы арт-терапии или массажа.
Читайте также:  Тобрадекс - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (капли глазные, мазь для глаз) препарата для лечения конъюнктивита, блефарита и кератита у взрослых, детей и при беременности

Соблюдение таких мер может быть прекращено после того, как вы пройдете курс лечения и больше не будете являться источником инфекции для других. Ваш врач или медсестра/медбрат скажут вам, когда можно будет прекратить соблюдать эти меры.

Вернуться к началу страницы

Какие меры по изоляции мне следует принять дома, если у меня обнаружится инфекция, вызываемая вырабатывающими ESBL микроорганизмами?

Если у вас диагностировали инфекцию, вызываемую вырабатывающими ESBL микроорганизмами, соблюдайте следующие предписания:

  • Часто мойте руки водой с мылом не менее 20 секунд, особенно после посещения туалета.
  • Мойте руки после контакта с кровью, мочой или выделениями из раны.
  • Пользуйтесь дезинфицирующим средством, например, Clorox® или Lysol® для протирания поверхностей, которые могли быть заражены бактериями.

Вернуться к началу страницы

Где я могу получить дополнительную информацию об инфекциях, вызываемых вырабатывающими ESBL микроорганизмами?

Если у вас есть вопросы, обратитесь к своему врачу или медсестре/медбрату. Кроме того, для получения дополнительной информации вы можете посетить веб-сайт:

Центры контроля и профилактики заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention) Вернуться к началу страницы

Что такое Бета-лактамазы?

Антибиотикоустойчивость бактерий на текущий момент является одной из наиболее важных и актуальных проблем инфектологии. Практически все известные науке бактерии — возбудители инфекционных заболеваний (за редким исключением) в большей или меньшей степени проявляют устойчивость к тем или иным антибактериальным препаратам.

   Основным механизмом устойчивости бактерий к бета-лактамным антибиотикам является синтез разнообразных бета-лактамаз (пенициллиназ, цефалоспориназ и т.п.).

   Согласно определению Комитета по номенклатуре Международного биохимического общества, бета-лактамазы классифицируются как «ферменты, осуществляющие гидролиз амидов, амидинов и других C–N связей …, выделенные на основании субстрата – … циклических амидов».

   Термин «бета-лактамазы» является, таким образом, функциональным и объединяет различные бактериальные ферменты, способные расщеплять бета-лактамные антибиотики, содержащие в своей структуре циклическую амидную связь.

   Большинство известных бета-лактамаз проявляет выраженную структурную гомологию с пенициллин-связывающими белками (ПСБ), что свидетельствует об эволюционной взаимосвязи между ферментами этих групп.

Подобно ПСБ, бета-лактамазы, содержащие остаток серина в активном центре, взаимодействуют с бета-лактамными антибиотиками с образованием эфирного комплекса. Однако в случае бета-лактамаз этот комплекс быстро расщепляется с высвобождением нативного фермента и инактивированной молекулы субстрата.

   Отсутствие эффекта при применении бета-лактамных антибиотиков в лечении пациентов в ряде случаев связано с двумя причинами: 1. Наличие биологической резистентности, связанной с разрушением бета-лактамных антибиотиков в сыворотке крови и других биологических жидкостях (плевральная жидкость, перитонеальная жидкость и др.

) под воздействием бета-лактамазной активности, обусловленной альбуминовой и глобулиновой фракциями. 2. Наличие микробиологической резистентности, обусловленной разрушением антибиотиков в биологических жидкостях, связанной с активным ростом и размножением микроорганизмов, продуцирующих бета-лактамазы, разрушающие бета-лактамное кольцо, являющееся основой структуры бета-лактамных антибиотиков (спинномозговая жидкость, мокрота, моча, слюна, плевральная жидкость, перитонеальная жидкость, суточная культура посевов инфицированного материала).

   Способность к продукции бета-лактамаз в различных концентрациях выявляется у множества бактерий, как грам (+), так и грам (-). Практически все бактерии способны синтезировать данные ферменты.

Микроорганизмы могут иметь природную способность продуцировать бета-лактамазы благодаря наличию соответствующих генов в своей хромосоме, либо приобретают данную возможность после успешной трансдукции ДНК от другого микроорганизма (обычно в составе перевиваемых R-плазмид).

На данный момент выявлены 4 основных класса бета-лактамаз — А, В, С и D.

Природная либо приобретенная способность продуцировать бета-лактамазы является основным механизмом постоянно возрастающей резистентности бактерий к данному классу антибактериальных препаратов, что приводит к клинической неэффективности использования антибиотиков и связанному с этим возникновению осложнений, ухудшению прогноза заболеваний, удлинению сроков лечения и госпитализации пациентов. Общепризнанно, что формирование новых бета-лактамаз с измененными структурой и механизмом действия — наиболее распространенный механизм адаптации микроорганизмов к введению в клиническую практику новых бета-лактамных препаратов т.е., фактически, ответ бактерий на эволюционное давление, создаваемое применением соответствующих схем терапии, особенно среди грам (-) бактерий.

   Тест-система «БиоЛактам», разработанная учреждением образования «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», предназначена для определения и количественной оценки бета-лактамазной активности биологических субстратов, что необходимо для решения вопроса о целесообразности применения бета-лактамных антибиотиков в лечении пациентов.

   В основе функционирования тест-системы «БиоЛактам» лежит методика, базирующаяся на изменении окраски синтетического антибиотика цефалоспоринового ряда при распаде его бета-лактамной связи.

При этом происходит батохромный сдвиг в хромофорной системе молекулы, и окраска реакционной смеси меняется с желтой на красно-оранжевую. Максимум поглощения продукта реакции меняется с 390 нм на 486 нм, что и делает возможным спектрофотометрическую детекцию.

Бета-лактамазная активность оценивается в % распада стандартного количества используемого цефалоспорина, вносимого в пробу.

   Сыворотка крови исследуемых пациентов отделяется центрифугированием цельной свежеполученной крови, выдержанной в холодильной камере при +4°С в течение 4-6 часов для образования фибринного сгустка, при 3000 об/мин в течение 15 минут.

Сывороточная бета-лактамазная активность зависит от рН, температуры (при повышении температуры до 39-40°С существенно возрастает) и ионной силы раствора (снижается при повышении ионной силы выше уровня, типичного для плазмы крови).

Как правило, определяется группа лиц с высокой (более 68,2%) бета-лактамазной активностью сыворотки крови или перитонеальной и плевральной жидкостей, тяжелым течением инфекционных заболеваний бактериальной природы, значительной продолжительностью антибактериальной терапии, частой сменой антибиотиков и нередким назначением антибактериальных препаратов резерва всех групп.

Определение бета-лактамазной активности тест-системой «БиоЛактам» характеризуется высокой чувствительностью (70%), специфичностью (90%) и воспроизводимостью.

   Определение биологической и микробиологической резистентности к бета-лактамным антибиотикам в ранние сроки заболевание позволяет своевременно провести коррекцию лечения и снизить частоту необоснованного назначения бета-лактамных антибиотиков на 20-30%, что приведет к сокращению сроков госпитализации профильных пациентов и существенной экономии денежных средств. Министерство здравоохранения Республики Беларусь рекомендует организациям здравоохранения перед назначением антибактериальной терапии рассматривать необходимость определения уровня бета-лактамазной активности.

Врач лабораторной диагностики ЦДЛ

Новополоцкой городской больницы

Васильева С.Г.

  • Приемная главного врача(+375 214) 50-62-70
  • (+375 214) 50-62-11 (факс)
  • Канцелярия(+375 214) 50-15-39 (факс)

Справочное бюроНовополоцкой центральной

городской больницы 

  1. (+375 214) 50-99-58
  2. (по вопросам пребывания больных в отделениях)
  3. Отделение платных услуг городской больницы(+375 214) 50-26-66
  4. (+375 033) 358-83-93 моб.мтс
  5. Центр здоровья молодежи
  6. «Диалог» (Детская пол-ка, Калинина, 5)
  7. (+375 214) 51-90-90

Номера телефонов справочных служб (регистратур поликлиник и диспансеров)

E-mail: ncgb@ncgb.by

Клиническое значение биологической резистентности к бета-лактамным антибиотикам



Актуальность. Антибиотикоустойчивость патогенных бактерий считается одной из наиболее актуальных проблем современной науки об инфекционных процесссах – инфектологии. Тем не менее, до настоящего времени данное явление рассматривалось лишь как свойство микроорганизмов.

Ранее был описан феномен клинической неэффективности бета-лактамных антибиотиков, которые in vitro успешно подавляли жизнедеятельность бактерий-возбудителей инфекционных заболеваний.

Снижение эффекта от применения бета-лактамов может объясняться как резистентностью бактерий, так и особенностями взаимодействия данных антибиотиков с белками сыворотки крови [3, с.32].

Бета-лактамазная активность – неотъемлемое свойство человеческой крови, и на 86-100% обусловлена её альбуминовой фракцией.

Альбумин благодаря особому молекулярному строению способен не только поддерживать онкотическое давление, выполнять функцию транспорта и депонирования низкомолекулярных веществ, но и проявлять каталитическую активность.

Эффективность действия бета-лактамов во многом определяется особенностями их взаимодействия с человеческим сывороточным альбумином [3, с.32].

Читайте также:  Люминесцентное исследование, трансиллюминация, в стоматологии. Колориметрический тест и диаскопия.

Высокий уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови может служить значимым прогностическим фактором тяжелого или затяжного течения инфекционных заболеваний [1, с.121; 2, с.99].

Бета-лактамазная активность – способность разрушать бета-лактамное кольцо антибактериальных препаратов, приводя к их неэффективности [2, c.99].

Увеличение бета-лактамазной активности может быть обусловлено как продукцией бета-лактамаз бактериями-возбудителями бактериальных инфекций, так и повышенным распадом бета-лактамных антибиотиков под воздействием различных факторов макроорганизма (альбумин, иммуноглобулины) [3, с.32].

Проблема биологической β-лактамазной активности, при которой происходит разрушение β-лактамных антибиотиков и, тем самым, снижается клиническая эффективность β-лактамных антибактериальных препаратов, определяет необходимость изменения тактики подбора антибактериальной терапии.

Отсутствие учета вклада биологической β-лактамазной активности в структуру общей резистентности к β-лактамным антибактериальным лекарственным средствам не позволяет осуществить обоснованный выбор эмпирической антибактериальной терапии, необходимый при бактериальных инфекциях в респираторной патологии.

Цель исследования. Определить роль бета-лактамазной активности биологических жидкостей в прогнозе клинического течения и эффективности антибактериальной терапии больных респираторной патологией.

Материалы и методы исследования. Уровень бета-лактамазной активности биологических жидкостей (сыворотки крови и мокроты) определялся у 90 больных с обострением респираторной инфекции и 45 здоровых волонтеров по тест-системе «БиоЛактам» (Беларусь) [2, с.99].

Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладных программ STATISTICA for Windows (версия 6.0). Описательная статистика выполнялась для всех анализируемых показателей в зависимости от типа переменной (качественный, количественный).

Количественные признаки, соответствующие нормальному распределению, описывались в виде среднего значения (М), стандартного отклонения (SD), признаки, отличающиеся от нормального распределения – в виде медианы (Ме), 25%-го и 75%-го квартилей (Q25, Q75). Качественные признаки – в виде долей (%) и абсолютных чисел.

Для сравнения данных между группами использовали t-критерий Стьюдента. Связь между признаками оценивалась при помощи расчета линейного коэффициента корреляции и оценивалась по шкале Чеддока.

Результаты исследования и обсуждение. Изучение уровня бета-лактамазной активности сыворотки и бронхиального секрета 45 волонтеров не установило тот или иной ненулевой уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови и бронхиального секрета. Средний уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови составил 55,4%, а бронхиального секрета – 31,5%.

Уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови у лиц с температурой тела более 38° был достоверно выше, составляя 70,3%. У пациентов с глубокими проявлениями метаболического ацидоза уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови составил 38,4%, а при явлениях респираторного некомпенсированного алкалоза достигала – 65,7%.

Анализ уровня бета-лактамазной активности сыворотки крови среди пациентов респираторной патологией с длительностью антибактериальной терапией более 45 дней в год и частой сменой антибиотиков (более 4 раз) показал, что у 68% данных пациентов уровень бета-лактамазной активности сыворотки крови зачастую был высоким до 68,1% и выше. Выявлена прямая корреляция между уровнем бета-лактамазной активности сыворотки крови и концентрацией сывороточного альбумина (r=+0,58, р=0,001).

  • Детализация уровня бета-лактамазной активности сыворотки крови позволила сформировать группы риска ожидаемой неэффективности к бета-лактамным антибиотикам первой линии (пенициллины, цефалоспорины I-III поколения): пациенты с высокой лихорадкой, с метаболическими проявлениями алкалоза, с длительным и неэффективным приемом антибиотиков и их частой сменой.
  • Для оценки взаимосвязи факторов, характеризующих тяжесть течения заболеваний, эффективность антибактериальной терапии, и уровня бета-лактамазной активности (БЛА) сыворотки крови, у 90 пациентов (38 – внебольничная пневмония и 52 пациента с ХОБЛ) был отобран ряд переменных, характеризующих тяжесть течения заболевания и эффективность проводимой пациентам антибактериальной терапии: уровень собственной бета-лактамазной активности сыворотки крови (БЛА), возраст пациентов (В), продолжительность госпитализации (ДГ), степень тяжести заболевания (ТЯЖ), уровень лейкоцитов в общем анализе крови (L), СОЭ, количество одновременно назначенных антибактериальных препаратов (КОП), число замен антибактериальной терапии в ходе лечения пациента (ЧЗП), общая продолжительность антибактериальной терапии (ДАБТ), факт назначения бета-лактамных антибиотиков резерва – цефепима, имипенема, меропенема (БЕТА2), факт назначения антибиотиков резерва, не относящиеся к бета-лактамному ряду – рифампицина, азитромицина, ванкомицина, линезолида, левофлоксацина (НЕБЕТА2).
  • Таблица 1
  • Результат выполнения факторного анализа изучаемой выборки с включением переменных, характеризующих тяжесть течения заболеваний и эффективность проводимой пациентам антибактериальной терапии
Переменная Компонента
Бета-лактамазная активность −0,728 +0,507
возраст +0,851 −0,774
Продолжительность госпитализации +0,863
Тяжесть заболевания +0,784
ДН +0,790
Уровень лейкоцитов +0,517
Уровень СОЭ +0,637
Количество одновременно назначаемых АМП +0,680
Число замен антибактериальной терапии +0,781
Продолжительность АМТ +0,864
Факт назначения бета-лактамных антибиотиков резерва /БЕТА 2 +0,699
Факт назначения антибиотиков резерва, не относящихся к бета-лактамному ряду/НЕБЕТА2 +0,585

Приведены только показатели с p

Из приведенной таблицы видно, что значительная часть анализируемой выборки подразделяется на три когорты пациентов: первая когорта – лица всех возрастов с разнообразными уровнями бета-лактамазной активности сыворотки крови, характеризующиеся преимущественно тяжелым течением заболеваний (+0,784), значительной продолжительностью госпитализации (+0,863) и антибактериальной терапии (+0,824), большим количеством одновременно назначенных антибиотиков (+0,680), значительным числом замен схем антибактериальной терапии (+0,781), частым назначением бета-лактамных (+0,699) и других антибиотиков резерва (+0,585). Вторая когорта – пациенты с низкими уровнями сывороточной бета-лактамазной активности (−0,728), преимущественно пожилого возраста (+0,851), с высоким уровнем СОЭ (+0,637) при нормальном количестве лейкоцитов в ОАК, течение заболеваний при этом легкое или среднетяжелое, продолжительность госпитализации и антибактериальной терапии сравнительно невелика, смены терапии редки, одновременно назначается небольшое количество антибиотиков, антибиотики резерва всех классов назначаются эпизодически. Третья когорта – лица с высоким уровнем бета-лактамазной активности сыворотки крови (+0,507), молодые (−0,774), с некоторой тенденцией к лейкоцитозу в ОАК (+0,517) при нормальном уровне СОЭ; течение заболеваний при этом, как и в предыдущей группе, легкое или среднетяжелое, продолжительность госпитализации и антибактериальной терапии сравнительно невелика, смены терапии редки, одновременно назначается небольшое количество антибиотиков, антибиотики резерва всех классов назначаются эпизодически. Можно предположить, что высокий уровень бета-лактамазной активности крови у таких пациентов будет препятствовать успешному лечению, снижая эффективность назначенных им антибактериальных препаратов из группы бета-лактамов.

Заключение. Установленный уровень бета-лактамазной активности мокроты более 40% и сыворотки крови более 68,5% требует отмены бета-лактамных препаратов первой линии и назначения антибиотиков резерва, в частности, ингибиторозащищенных бета-лактамов, карбапенемов, либо препаратов из других фармакологических групп.

Применение факторного анализа позволяет выделить группу лиц с тяжелым течением патологического процесса, значительной продолжительностью антибактериальной терапии, частой сменой антибиотиков, нередким назначением антибактериальных препаратов резерва всех групп и высоким уровнем бета-лактамазной активности сыворотки крови. Высокий уровень бета-лактамазной активности крови у таких пациентов будет препятствовать успешному лечению, снижая эффективность назначенных препаратов.

Оценка уровня бета-лактамазной активности позволит до 30% сократить необоснованное использование бета-лактамных антибиотиков, антибактериальных препаратов из группы бета-лактамов.

Литература:

  1. Жильцов, И. В. Высокая бета-лактамазная активность мокроты как прогностический фактор неудачи антибактериальной терапии пневмоний и ХОБЛ / И. В. Жильцов, И. С. Веремей, В. М. Семенов и др. // Вестник ВГМУ. – 2011. – Том 10, №3. – с. 120-127.
  2. Жильцов, И. В. Тест-система «БиоЛактам» – эффективное средство для выявления бактерий, устойчивых к антибиотикам бета-лактамного ряда / И. В. Жильцов, И. С. Веремей, В. М. Семенов, Е. Л. Небосько // Вестник ВГМУ. – 2011. – Том 10, №4. – с. 98-104.
  3. Природа бета-лактамазной активности сыворотки человеческой крови / И. В. Жильцов, И. С. Веремей, В. М. Семенов и др. // Медицинская панорама: рецензируемый научно-практический журнал для врачей и деловых кругов медицины. – Минск. – 2011. – №7 (124). – с. 31-35.

Основные термины (генерируются автоматически): активность сыворотки крови, антибактериальная терапия, активность, бронхиальный секрет, респираторная патология, I-III, STATISTICA, нормальное распределение, пациент, уровень.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector