ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Antibiotic resistance of strains of gram-positive cocci isolated from prostate secretion in men with chronic bacterial prostatitis

O.L. Kartashova, O.A. Pashinina, N.V. Morozova, T.M. Pashkova, M.D. Kuzmin

Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis UB of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, Russia
Objective: to characterize the antibiotic resistance of gram-positive cocci strains isolated from the prostate secretion in men with chronic bacterial prostatitis at the level of phenotype and genotype.
Materials and methods. Bacteria were isolated from the prostate secretion of men of reproductive age (20-45 years) with chronic bacterial prostatitis by conventional bacteriological method. The type of microorganisms was determined by MALDI-TOF mass spectrometry. Resistance to 16 antibiotics of 31 strains of E. faecalis and 91 cultures of coagulase-negative staphylococci (CoNS) was determined by the disk diffusion method. Antibiotic resistance genes (mecA; blaZ; aac(6’)- aph (2’’); ant (4’)-Ia; aph (3’)-IIIa; gyrA, grlA) were detected using polymerase chain reaction (PCR ) using selected primers.
Results. A high resistance of enterococci to antibacterial drugs was revealed: fluoroquinolones, carbapenens, cephalosporins (with the exception of cefoperazone), gentamicin and oxacillin. It has been established that CoNS are characterized by variable antibiotic resistance, while: isolates of S. epidermidis and S. haemolyticus are resistant to all studied fluoroquinolones and carbapenems; S. warneri to carbapenems and the vast majority of studied cephalosporins; S. saprophyticus - to aminoglycosides. Amoxiclav and cefoperazone are characterized by the highest activity against clinical isolates. Using PCR, the presence of genetic determinants of resistance to aminoglycosides and β-lactams was established in the isolates, with a predominance of the studied genes in CoNS.
Conclusion. For effective antibiotic therapy in chronic bacterial prostatitis, it is necessary to conduct regional monitoring of the resistance of microorganisms to antibacterial drugs.

Keywords

chronic bacterial prostatitis
microflora
enterococci
coagulase-negative staphylococci

Введение. Хронический простатит является одним из распространенных заболеваний репродуктивной системы мужчин. По данным ряда авторов, около 10% имеют бактериальную этиологию [1, 2]. В отечественной литературе исследователи сообщают о различных показателях встречаемости хронического бактериального простатита (ХБП), варьирующегося в широких пределах, от 5 до 75% наблюдений в зависимости от возраста пациентов [3]. Хронический рецидивирующий бактериальный простатит является распространенным заболеванием простаты [4].

В публикациях последних лет, посвященных этиологии данного заболевания, отмечено появление грамположительной кокковой и неклостридиальной анаэробной флоры при бактериологических исследованиях секрета предстательной железы [3]. Установлено, что в этиологической структуре микроорганизмов, выделенных при заболевании, занимают свое «место» грамположительные кокки, в частности коагулазоотрицательные стафилококки [5] и энтерококки [6–8]. Исследованиями [9, 10] также показано, что возбудителями хронического бактериального простатита могут быть грамположительные бактерии, в частности E. faecalis. Выбор антибактериального препарата для лечения хронического простатита остается сложной задачей, так как резистентность уропатогенов к широко используемым антибактериальным средствам постоянно растет [11]. Для проведения эффективной антибактериальной терапии необходимы достоверные данные об изменении чувствительности патогенов к антибиотикам в каждом регионе [12].

В связи с этим, с одной стороны, представляет интерес фенотипическое исследование антибиотикорезистентности клинических изолятов грамположительных кокков для оценки риска формирования устойчивости к антибактериальным препаратам, с другой – молекулярно-генетическое исследование антибиотикорезистентности.

Цель работы – изучить антибиотикорезистентность штаммов грамположительных кокков, выделенных из секрета предстательной железы мужчин с хроническим бактериальным простатитом, на уровне фенои генотипа.

Материалы и методы. В исследование были включены 26 мужчин репродуктивного возраста (20-45 лет) с ХБП, находившихся на амбулаторном лечении у уролога отделения охраны репродуктивного здоровья Оренбургского областного перинатального центра. Алгоритм обследования пациентов включал сбор анамнеза, оценку жалоб, физикальные методы, в т.ч. трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ) и пальцевое ректальное исследование предстательной железы (ПЖ). Также проводили анкетирование с помощью шкалы оценки симптомов ХБП Национального института здоровья США (NIH-CPSI) [13] и Международного индекса эректильной функции (IIEF– 5) [14].

Критерии постановки диагноза ХБП и включения пациентов в исследование: 1. Клинические признаки (один или несколько); боль различной локализации (в промежности, мошонке, крестце, паховой области и т.д.); расстройства мочеиспускания (учащенное мочеиспускание, вялая или прерывистая струя мочи, чувство неполного опорожнения мочевого пузыря, боль во время мочеиспускания); нарушение эякуляции (преждевременная эякуляция, боли при и после эякуляции, гемоспермия). 2. Увеличение числа лейкоцитов в секрете ПЖ (более 10–15 в поле зрения) или в моче, полученной после массажа ПЖ. 3. Культуральное подтверждение возбудителя ХБП. 4. Длительность заболевания не менее года. 5. Возраст 20–45 лет.

Пациенты с инфекциями, передаваемыми половым путем, исключены из исследования. При обследовании пациентов соблюдены акты национального стандарта РФ ГОСТ Р 52379-2005 о надлежащей клинической практике [15]. Секрет простаты после массажа ПЖ собирали в стерильные емкости и доставляли в лабораторию в течение 15 мин. Выделение бактерий из исследуемого материала проводили общепринятыми методами бактериологического исследования. Исследуемый материал засевали на селективные питательные среды: желточно-солевой агар для выделения стафилококков и Schaedler-агар – энтерококков. Видовую принадлежность микроорганизмов оценивали с помощью масс-спектрометра MALDI-TOF серии Microflex (Bruker Daltonics, Германия), идентификацию микроорганизмов с расчетом коэффициента достоверности проводили с использованием программного обеспечения Maldi BioTyper 3,0.

Чувствительность микроорганизмов к антибактериальным препаратам определяли диско-диффузионным методом, согласно методическим указаниям 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» [16]. В работе использовали стандартные диски промышленного производства (ЗАО «Научно-исследовательский центр фармакотерапии», Санкт-Петербург) с 16 антибиотиками: меропенем, имипенем, эртапенем, цефотаксим, цефтазидим, цефоперазон, цефтриаксон, цефепим, амоксиклав, оксациллин, амикацин, гентамицин, тобрамицин, левофлоксацин, энрофлоксацин, ломефлоксацин.

Выделение ДНК осуществляли из бактериальных суспензий (107 КОЕ/мл) суточной агаровой культуры сорбционным методом с использованием набора реактивов «ДНКсорб-В» («ИнтерЛабСервис», Россия), согласно рекомендации производителя. Гены антибиотикорезистентности обнаруживали с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием праймеров, синтезированных компанией СИНТОЛ (Москва) (см. таблицу), по следующему протоколу: 35 циклов – денатурация 1 мин при 95°C, отжиг праймеров – 1 мин при 50°C, элонгация – 1 мин 30 с при 72°C, заключительный этап – 5 мин при 72°C.

17-1.jpg (173 KB)

Всего изучено 120 клинических изолятов грамположительных микроорганизмов, среди них 31 штамм E. faecalis и 91 культура коагулазоотрицательных стафилококков (CoNS) разных видов: S. epidermidis (43), S. warneri (21), S. haemolyticus (18), S. saprophyticus (9). Полученные данные обработаны статистически [18].

Результаты. Диско-диффузионным методом установлено, что культуры E. faecalis в 96,8% случаев были резистентными к фторхинолонам, оксациллину, цефтазидиму, цефтриаксону и цефепиму. Высокий процент резистентности у изученных энтерококков наблюдался к гентамицину, карбопенемам и цефотаксиму (по 67,6%).

Среди CoNS абсолютная резистентность к левофлоксацину и энрофлоксацину регистрировалась только у S. saprophyticus. Все изоляты этого вида были также устойчивыми к гентамицину, цефотаксиму, эртапенему; в 88,9% случаев к цефтазидиму и цефепиму; в 89,0% – к тобрамицину и амикацину.

Половина изученных изолятов S. epidermidis продемонстрировала резистентность к карбопенемам, амикацину, оксациллину, цефотаксиму. К гентамицину и цефепиму были устойчивыми 74,4% культур, к цефтазидиму и фторхинолонам – большинство выделенных штаммов (по 95,4% культур). Установлена резистентность всех культур S. warneri к гентамицину, 42,9–47,6% штаммов к карбопенемам, 52,5% к оксациллину и ломефлоксацину, 47,6–57,1% к цефалоспоринам, за исключением цефоперазона. Все штаммы S. haemolyticus оказались резистентными к оксациллину, цефотаксиму и цефтазидиму; около половины изолятов характеризовались устойчивостью к антибиотикам из группы фторхинолонов, карбопенемов и цефепиму. Проведенными исследованиями установлено, что 33% протестированных изолятов CoNS и 40% штаммов E. faecalis характеризовались устойчивостью к антимикробным препаратам, относящимся к трем группам. Культуры E. faecalis в 20% случаев были резистентными к антибиотикам из четырех групп.

Все изученные изоляты стафилококков и 35,5% штаммов энтерококков были чувствительными к амоксиклаву и цефоперазону.

Далее мы изучили распространенность генов, кодирующих антибиотикорезистентность, у выделенных штаммов (см. рисунок). Наиболее часто (в 50% случаев) ген mecA регистрировался у культур S. epidermidis и S. haemolyticus, реже – у E. faecalis (32%); все изоляты S. epidermidis и S. warneri, 50% штаммов S. haemolyticus и 32% культур E. faecalis характеризовались наличием генов резистентности к ампициллину (blaZ).

18-1.jpg (114 KB)

Изучение резистентности к аминогликозидам на генетическом уровне позволило обнаружить ген aac(6’)аph(2’’) у 100% штаммов S. haemolyticus и 80,6% культур E. faecalis; половина изученных стафилококков двух видов (S. epidermidis и S. haemolyticus) характеризовалась наличием гена ant (4’)-Ia. Ген aph(3’)-IIIa зарегистрирован у 80,6% E. faecalis и 89% S. saprophyticus.

Гены резистентности к фторхинолонам (gyrA и grlA) у изолятов CoNS не выявлены, ген grlA обнаружен у 48,3% E. faecalis.

Обсуждение. Антибактериальными препаратами выбора для терапии хронического бактериального простатита являются фторхинолоны [19].

Однако отмечен рост резистентности уропатогенов, в частности энтерококков, выделенных у пациентов с ХБП, к данной группе препаратов [20], что согласуется с полученными нами данными.

Наиболее клинически значимым геном энтерококков является aac(6’)-аph(2’’), кодирующий одноименный бифункциональный фермент, обусловливающий устойчивость к гентамицину [21]. Полученные нами сведения о высокой резистентности энтерококков к гентамицину и наличии генов устойчивости у 60% штаммов подтверждают данные [22, 23]. Корреляционный анализ антибиотикорезистентности культур энтерококков к гентамицину на уровне фенои генотипов выявил достоверную высокую положительную связь между наличием генов резистентности и фенотипическим проявлением признака (r=0,94, р< 0,05). Напротив, среди изученных стафилококков наблюдалась высокая резистентность к гентамицину с отсутствием генов устойчивости у этих штаммов. Исключение составили культуры S. haemolyticus, у которых регистрировался ген aac(6’)-аph (2’’), но фенотипически они были чувствительными к данному препарату. Аналогичный результат отмечен при регистрации гена ant (4’)-Ia у изолятов S.epidermidis и S. haemolyticus. На несоответствие между генетическими и фенотипическими паттернами устойчивости к аминогликозидам у изолятов стафилококков указывают в своей работе L. X. Zhu et al. [24]. Отмечено, что у 33,4% штаммов энтерококков, резистентных к тобрамицину и амикацину фенотипически, генетических детерминант устойчивости к этим антибиотикам нет. Особое значение имеет распространение стафилококков, резистентных к метициллину (или к оксациллину) [25]. Большинство исследований указывает на наличие резистентности, более чем у 50% клинических изолятов коагулазонегативных стафилококков [26], что подтверждают и полученные нами данные. Резистентность стафилококков связана с наличием гена mec A, кодирующего пенициллинсвязывающий белок 2a, который обладает низкой аффинностью к β-лактамам [27]. Его наличие указывает на устойчивость ко всем β-лактамным антибиотикам (пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы) и непредсказуемую клиническую эффективность.

Энтерококки демонстрируют относительную устойчивость ко всем бета-лактамам и карбапенемам за счет модификации мишени вследствие сниженного родства к бета-лактамным пенициллинсвязывающим белкам [28]. Генетические детерминанты устойчивости к бета-лактамным антибиотикам (mec A) у культур энтерококков нами выявлены в 32% случаев.

Наряду с геном mec A способствует приобретению и распространению устойчивости бактерий к пенициллинам ген blaZ, кодирующий бета-лактамазу. По данным Т.С. Коменковой и соавт. [29], случаи выявления энтерококков, продуцирующих бета-лактамазу, остаются редкими. Однако проведенное нами молекулярно-генетическое исследование выявило наличие гена, кодирующего беталактамазу, у 33 % изолятов E. faecalis и 50–100% культур коагулазонегативных стафилококков. Данный факт может объясняться способностью горизонтального переноса гена blaZ среди стафилококков и энтерококков [30].

Заключение. При анализе результатов индивидуальных антибиотикограмм оптимального антибактериального препарата, обладающего высокой активностью в отношении всех изученных грамположительных микроорганизмов, не выявлено. На наш взгляд, данная проблема обусловлена множественной лекарственной устойчивостью за счет неоднократно проводимых курсов антибактериальной терапии. Наблюдаемый рост устойчивости к антимикробным препаратам у грамположительных кокков свидетельствует о целесообразности проведения регионального мониторинга антибиотикорезистентности микрофлоры, что является важным дополнением к проведению эффективной терапии хронического бактериального простатита. По результатам нашей работы, наиболее эффективными в отношении изученных энтерококков и стафилококков оказались амоксиклав и цефоперазон.

About the Authors

Contact author: Kuz’min M.D. – Dr. Med. Sci., leading researcher laboratories for studying the mechanisms of formation of human microbial biocenoses at the Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis UB of the RAS, urologist of the highest qualification category, consultant of GAUZ «OOKB», Honored Doctor of the Russian Federation and the Republic of Mordovia, Orenburg, Russia; e-mail: mdk-49@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.