Етиологичната структура на инфекциите на долните дихателни пътища при пациенти с муковисцидоза

Инфекциите на долните дихателни пътища при пациентите с муковисцидоза се характеризират с интеркурентни остри екзацербации с повишена температура, загуба на тегло, кашлица, промени в обема, цвета и вида на храчките, учестено дишане и поява на нови изменения на рентгеновите снимки на гръдния кош. Екзацербациите водят до прогресивно влошаване на белодробната функция.

Независимо от факта, че средната продължителност на живота при тези пациенти се е увеличила няколко пъти през последните десетилетия, благодарение на агресивна и целенасочена антимикробна терапия, обострянето на хроничните белодробни инфекции е все още една от водещите причини за фаталния изход.

С цел да се охарактеризира етиологичната структура на инфекциите на долните дихателни пътища при муковисцидоза се проведе 5-годишно изследване и обобщение на микробиологичните резултати при 38 пациента с муковисцидоза на възраст от 6 до 27 години. Резултатите са съпоставени спрямо възраст, генетичен дефект и клинично състояние на пациентите и са сравнени със световните данни.

Etiological structure of the lower respiratory tract infections in cystic fibrosis patients

G.Petrova¹, T.Strateva ², P. Perenovskа¹

¹ Pediatric clinic, UMHAT“Alexandrovska”; ²Microbiology department , Medical University, Sofia

Lower respiratory tract infections in patients with cystic fibrosis are characterized by intercurrent acute exacerbations with fever, weight loss, cough, changes in volume, color and type of sputum, shortness of breath and the emergence of new changes at the X-rays of the chest. Exacerbations lead to progressive deterioration of lung function. Despite the fact that life expectancy in these patients has increased several times during the last decades, thanks to aggressive and targeted antimicrobial therapy, exacerbation of chronic lung infections are still one of the leading causes of fatal outcome. In order to characterize the etiological structure of the lower respiratory tract infections in cystic fibrosis we held 5-years long study and we summarized the microbiological results in 38 patients with cystic fibrosis aged 6 to 27 years. The results were compared to age, genetic defect and clinical status of patients and compared with international data.

Муковисцидозата е автозомно-рецесивно наследствено заболяване, при което е нарушена секреторната функция на всички екзокринни жлези. Клиничните прояви са многообразни, но по-голямата част от пациентите са с предимно респираторна симптоматика, определяща до голяма степен продължителността им на живот. При тези пациенти хронична колонизация с Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus и в по-късна възраст Pseudomonas aeruginosa са неизменна част от прогресията на заболяването. За патогномонични за заболяването микроорганизми се считат P aeruginosa и грам-негативни бактерии (Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia, Burkholderia pickettii,Burkholderia gladioli) c мукоиден фенотип, който определя и тяхната полирезистентност^1,12. Инфектирането с P aeruginosa е крайъгълен момент в естествения ход на заболяването, тъй като неговото наличие е свързано с влошаване на белодробните показатели и е значителен прогностичен белег за смъртността^5,11. Ето защо агресивното поведение при първоначално изолиране на този микроорганизъм с цел ерадикация е заложено в световните протоколи за лечение на пациентите с муковисцидоза. В терапевтичната схема се залага на комбинация от инхалаторни антибиотици (тобрамицин, амикацин, колистин) и ципрофлоксацин, карбеницилин и цефалоспорини от 4-та генерация. Не случайно фармацевтичната и научно-изследователската индустрия, свързани с муковисцидоза, са насочени предимно в разработването на антипсевдомонадни агенти. Но да се счита, че P aeruginosa е единственият патогенен микроорганизъм, представляващ терапевтично предизвикателство, е некоректно и непрофесионално. Ето защо си поставихме за цел да се обрисува пълната микробиологична флора при пациенти с муковисцидоза от 6 до 27 години.

Изследвани пациенти и методи

Анализирани са резултатите от наблюдението и изследването на 38 пациенти с генетично и/или клинично потвърдена диагноза муковисцидоза на възраст от 6 до 27 години. Половото разпределение на пациентите е равномерно – 18 момичета и 20 момчета.

При всички пациенти е изследвана спонтанно отделена или индуцирана храчка. В зависимост от консистенцията на пробите за микробиологично изследване, силно вискозните храчки се поставят за 30 минути в термостат на 37°С с панкретаин, с цел втечняване. Ако материалът не е жилав, този етап се прескача. След втечняване на храчката се пристъпва към разбъркване на вортекс за 15 секунди, след което материалите се посяват на кръвен агар, шоколадов агар, МакКонки агар и среда на Сабуро и се култивират за 18-24 часа на 35-37°С. При идентификация на клинично значими микроорганизми се пристъпва към биохимичната им идентификация. На всички клинично-значими щамове е определена антибиотичната чувствителност по дифузионно-дисковия метод на Bauer-Kirby³.

Резултати и обсъждане

Всички пациенти, участвали в това изследване, са бивши или настоящи пациенти, проследявани в Клиника по детски болести на УМБАЛ „Александровска”. Разпределението по пол и възраст е представено на фигура 1. Няма статистически значима разлика във възрастовото разпределение между пациентите от двата пола.

Фиг. 1. Възрастово и полово раз- пределение на пациентите

Медицинските данни от генетично изследване са представени в таблица 1.

Най-често установяваният мутирал алел е delF508 в 65,78% (n=50), последван от N1303K-6,57% (n=5), Q220X – 5,2% (n=4) и R1070Q и G542X – 4,16% (n=3). Не се установява статистически значима зависимост в разпределението по пол (р = 0,25) и възраст (р = 0,198) с установените мутации. Не се установи зависимост между изолирания микроорганизъм и доказания генетичен дефект. Което потвърждава данните за липса на връзка между генетичния дефект и белодробното засягане при пациентите с муковисцидоза²

Таблица 1. Брой пациенти с муковисцидоза и процентно съотношение от общия брой, разпределени според доказаните мутации

При микробиологичното изследване в 18 случая (47,3%) се изолира повече от един микроорганизъм (най-често P.aeruginosa и Candida spp.; S.aureus и Candida spр; S.aureus, P.aeruginosa и Candida spp). Изолирани са следните микроорганизми: Рseudomonas aeruginosa – при 25 пациенти, Burkholderia cepacia complex – 3 пациенти, Staphylococcus aureus – 14 пациенти (като при 2 от тях се доказа метицилин резистентен щам – MRSA), Streptococcus pneumoniae – 3 пациенти, Haemophilus infulenzae – 3 пациенти, Acinetobacter baumannii – 1 пациент, Candida spp. – 14 пациенти, Klebsiella pneumoniae – 4 пациенти, Pseudomonas florescens – 2 пациенти, Burkholderia gladioli – 1 пациент, Stenotrophomonas maltophilia – 1 пациент, Maraxella catarrhalis – 2 пациенти, E. coli – 1 пациент. Процентното отношение на отделните микроорганизми спрямо общия брой изолати е представено на фигура 2.

Фиг. 2. Микробиологична находка

При разпределението по пол прави впечатление, че процентната находка с P. aeruginosa и Candida spp. е по-висока при момичетата, съответно 60,9% и 40,91% срещу 52,63% и 26,31%, но разликите не са сигнификантни (p=0,15). Процентно при момчетата превалират H. influenzae, МRSA, и E. coli, но поради малката бройка на изо­лирани щамове не може да се направи статистически анализ. Процентното изолиране на S. aureus е съответно 31,58% за момчетата и 27,27% за момичетата, т.е. няма сигнификантна разлика (p=0,09). Процентното изолиране на K .pneumonaie е почти еднакво. Разпределението на изолатите по пол е представено на фигура 3.

Фиг. 3. Разпределение на микробиологичните находки по пол.

При пациентите с муковисцидоза се очаква сравнително ограничен спектър от патогенни микроорганизми и то основно P. aeruginosa, S. aureus или Haemophilus influenzae, като по литературни данни ролята в хроничното белодробно засягане на последния е дискутабилна. Изолирането на S. pneumoniae е рядка находка, предимно при по-малките пациенти⁷. Инфектирането с P aeruginosa е крайъгълен момент в естествения ход на заболяването, тъй като неговото наличие е свързано с влошаване на белодробните показатели и е значителен прогностичен белег за смъртността¹⁰.

С увеличаване на възрастта на пациентите, при културелно изследване на храчки от пациентите с муковисцидоза се появяват други грам отрицателни бактерии като Burkholderia cepacia complex, Stenotrophomonas maltophilia, Achromobacter xylosoxidans, както и нетуберкулозни микобактерии – Mycobacterium abscessus и M.avium intracellulare¹³.

Изолиране на повече от един патоген се установява при 47,3% от пациентите, което е в унисон с момента на изследване – екзацербация и висока хронична колонизация. Комбинираното носителство на P. aeruginosa и Candida spp. се доказа в 24% от пациентите с P. aeruginosa, което е 2,5 пъти по-високо, отколкото процентът, докладван от Hughes и колектив – 6,5%, изтъкващи възможен инхибиращ ефект на P. aeruginosa върху Candida spp. инфекцията⁶. За отбелязване е, че процентът на пациенти, инфектирани с Candida spp, е еднакъв и в настоящето изследване, и в изследването на Hughes – 33%. По отношение на изолирането на P. aeruginosa Hughes докладва по-ниски данни – 43%, срещу нашите данни от 60,9%. По-ниският процент от изолирани P. aeruginosa при Hughes навежда на мисълта за по-млад контингент на неговото изследване, което може да е друго възможно обяснение за разликите в относителния дял на пациентите с двата патогена едновременно.

Процентното съотношение на изолираните етиологични причинители се доближава до докладваните данни от други автори. Най-честият етиологичен причинител е P. aeruginosa (60,9%), като по литературни данни за децата средният процент е около 61%. Втори по-честота е изолиран S. aureus (в 29,6%), което е значително по-ниско от данните за Европа (48%)¹⁷³. Тези разлики се дължат вероятно на липсата на пациенти под 6-годишна възраст в настоящото изследване.

Доказано е полово различие във времето на колонизация c P. aeruginosa – 1 година и 7 месеца по-рано за момичетата, което би могло да обясни изолирането на P.aeruginosa в по-голям процент при изследваните тук момичета (68% -момичета, срещу 52%- момчета, р=0,15)⁹².

По-обстойно изследваме инфекцията с трите най-често откривани микроорганизми: P. aeruginosa (n=25), S. aureus (n=12) и Candida spp. (n=14). Отчетено е нарастване на относителния дял колонизирани с P. aeruginosa при по-големите деца от 36% до 10-годишна възраст и до 76,92% – при пациентите над 16 години. За колонизацията с Candida spp., също се отчита леко нарастване на относителния дял инфектирани, но стойностите се задържат около 32%±5,5%. За колонизацията със S. aureus се забелязва, след първоначално нарастване на дела от колонизирани пациенти, рязко намаляване с почти 2 пъти след навършване на 16 години. Тези три тенденции са изо­бразени на фигура 4.

Фиг. 4. Динамика на процентното колонизиране с P. aeruginosa, S. aureus и Candida spp. в зависимост от възрастта на пациентите

Данните на редица автори за различията в патогенната флора през възрастовите периоди с преобладаване до 10-годишна възраст на S.aureus, а след 10 години – на P. aeruginosa, се потвърждават и при настоящото изследване¹². Процентът колонизирани с P. aeruginosa се увеличава нелинейно с растежа на пациентите, докато при S. aureus този процент временно се задържа на едно ниво, след което постепенно намалява.

Заключение

Изолирането на бактерии от семейства Burkholderiaceae, Xanthomonadaceae и Pseudomonadaceae е затруднено в по-малките микробиологични лаборатории поради нуждата от високоспециализирани тестове за точната им идентификация (напр. BBL Crystal E/NF). Точната идентификация е изключително важна и поради някои генетични особености на тези два микроорганизма, които ги правят изключително резистентни към повечето от стандартните анти-псевдомонасни антибиотици. В тези случаи е подходящо комбинирана антибиотична програма според антибиограмата. Според съвременните изследвания за B. cepacia, удачни антибиотици за тази комбинирана програма са Meropenem, Chloramphenicol, Co-trimoxazole и тетрациклини⁹. Опциите за поведение при идентифициране на S. maltophilia са ограничени от нарастващата през годините резистентност на патогена към Co-trimoxazole и относителната токсичност на Colistin™ – двата медикамента на избор за комбинираното лечение за този микроорганизъм. Вместо co-trimoxazole, colistin може да се комбинира и с rifampin⁴.

Не трябва да се счита, че всяка „зеленикава храчка” се дължи на P. aeruginosa. Сравнително „баналните” инфекции като S. pneumoniae, K. pneumoniae, S. aureis имат своя принос в екзацербациите и усложненията, съпътстващи муковисцидозата. Същевременно правилната идентификация на микроорганизмите е есенциална за адекватната терапия и спазване на протоколите за контрол на инфекцията, както е и изключително важна за психо-социалното добруване на пациентите⁸.

Литература

1. Стратева Т, Pseudomonas aeruginosa – феномен на бактериална резистентност. Съвременна медицина; год. LVI,кн.2:25-40

2. Chillon, M. et al – „Identification of a new missense mutation (P205S) in the first transmembrane domain of the CFTR gene associated with a mild cystic fibrosis phenotype”, Human molecular genetics, 1993 010;2(10), pp 1741-2

3. CLSI Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. M100-S17. CLSI, Wayne, PA, 2007

4. Giamarellos-Bourboulis, E. J., L. Karnesis, and H. Giamarellou. 2002. Synergy of colistin with rifampin and trimethoprim/sulfamethoxazole on multidrug-resistant Stenotrophomonas maltophilia. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 44:259-263

5. Henry, RL, Mellis, CM, Petrovic, L Mucoid Pseudomonas aeruginosa is a marker of poor survival in cystic fibrosis. Pediatr Pulmonol 1992 12,158-161

6. Hughes, W.T., Kim, H.K. – „Mycoflora in cystic fibrosis: Some ecologic aspects of Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans”, Mycopathoplogia Vol 50, Number 3, 1973, pp 261-269

7. Kerem Е, Conway S, Elborn S, Heijerman H Standards of care for patients with cystic fibrosis: a European consensus Journal of Cystic Fibrosis 4 (2005) 7–26

8. LiPuma, J.J. – „Burkholderia cepacia. Management issues and new insights”, Clin. Chest Med, 1998. 19, pp 473–486

9. McCloskey M, McCaughern J, Redmond AOB, Elborn JS. Clinical outcome after acquisition of Burkholderia cepacia in patients with Cystic Fibrosis. Irish Journal of Medical Science 2001; 170: 28-31

10. Pamukcu, M.D., Bush, A., Buchdahl, A. – „Effects of Pseudomonas aeruginosa colonization on lung function and anthropometric variables in children with cystic fibrosis”, Pediatr Pulmonol, 1995, 19, pp 10-15

11. Ramsey, BW, et al Intermittent administration of inhaled tobramycin in patients with cystic fibrosis. N Engl J Med 1999340,23-30

12. Ratjen F, Döring G. Cystic fibrosis (seminar). Lancet 2003. 361:681-89

13. Rogers, G.B. et al – „Characterization of bacterial community diversity in cystic fibrosis lung infections by use of 16s ribosomal DNA terminal restriction fragment length polymorphism profiling”, J Clin Microbiol 2004;42, pp 5176–83.
 
Влезте или се регистрирайте безплатно, за да получите достъп до пълното съдържание и статиите на списанието в PDF формат.