ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

The additional criterion for the diagnosis of purulent-destructive forms of acute pyelonephritis

E.A. Shchuplova, M.D. Kuzmin

1) Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis, Ural Branch of the RAS, Orenburg, Russia; 2) Orenburg Regional Clinical Hospital, Orenburg, Russia
Aim: to develop an additional criterion for objective diagnosis of purulent-destructive forms of acute pyelonephritis.
Materials and methods. A total of 35 blood samples from patients with acute pyelonephritis aged from 19 to 85 years (mean age was 52 years) were studied. For the analysis, a classical bacteriological method of isolating blood culture and a modern molecular genetic method of fluorescent in situ hybridization (FISH) using DNA probes complementary to species-specific regions of the 16S rRNA gene of microorganisms were used. The obtained results were processed using the Statistica 6.0 program.
Results. The bacteriological study showed that only in one patient (2.9%) a blood culture was positive, whereas with FISH, polymicrobial infection consisting of two associates was observed in five patients (14.3%), and 207 specific luminescence from different DNA probes were detected in blood samples. The associations of members of the Enterobacteriaceae with S. aureus were 2.4 times more frequent than associations of the Enterobacteriaceae with S. epidermidis, indicating a development of the polymicrobial infection and, accordingly, the development of purulent stage of acute pyelonephritis.
Conclusion. For the diagnosis of acute pyelonephritis, we suggest to use an additional criterion, which consists in applying of FISH method for the detection and simultaneous identification of bacteria that were adhered on the surface of erythrocytes and located intracellularly. This method may allow for the differential diagnosis of serous and purulent stages of acute pyelonephritis.

Keywords

acute pyelonephritis
diagnostics
FISH
blood culture
adhesion of microorganisms

Введение. Пиелонефрит остается самым частым заболеванием почек во всех возрастных группах, причем в 25–30% случаев течение острого пиелонефрита осложняется развитием гнойно-деструктивных форм (апостематозный пиелонефрит, абсцесс и карбункул почки), которые нередко (до 50%) приводят к нефрэктомии. Послеоперационная летальность при этом достигает 28,4% [1].

На фоне имеющейся тенденции к увеличению заболеваемости пиелонефритом и его септических проявлений в виде гнойно-деструктивных форм проблема адекватной диагностики поражений почек остается весьма актуальной [2]. Для дифференциальной диагностики острого пиелонефрита разработан диагностический алгоритм [3, 4]. С целью упрощения дифференциальной диагностики серозной и гнойной стадий острого пиелонефрита Л. А. Синяковой были разработаны критерии, включившие клинические симптомы, результаты лабораторных исследований мочи и крови, рентгенологического и ультразвукового исследований [5]. В настоящее время широкое применение находят современные высокотехнологичные методы исследования, которые позволяют оценивать структурно-функциональное состояние почечной паренхимы на принципиально ином, максимально приближенном к морфологическому уровню диагностики. К ним относят УЗ-допплерографию, магнитно-резонансную (МРТ), мультиспиральную компьютерную томографии (МСКТ) [6]. Однако, к сожалению, не всегда с полной уверенностью на основании результатов объективного осмотра и анализа лабораторно-инструментальных данных можно дифференцировать серозную и гнойную стадии острого пиелонефрита [7].

Цель исследования: разработать дополнительный критерий для объективизации гнойно-деструктивной формы острого пиелонефрита.

Материалы и методы. Были обследованы 35 пациентов (26 женщин, 9 мужчин) с острым пиелонефритом в возрасте от 19 до 85 лет (средний возраст – 52 года). Обследование включило сбор анамнеза, выявление клинических симптомов, в том числе болезненности в области почек, общие анализы крови и мочи, а также рентгенологическое и ультразвуковое исследования. Наряду с этим у всех пациентов брали кровь из локтевой вены стерильным одноразовым шприцем и переливали ее в пробирку с антикоагулянтом. Изучение образцов крови проводили с помощью классического бактериологического метода и молекулярно-генетической флуоресцентной in situ гибридизации (FISH). При бактериологическом методе для идентификации гемокультур использовали тест-системы Enterotest-24, Staphytest («Lachema», Чехия). При FISH использовали ДНК-зонды, комплементарные видоспецифическим участкам гена 16S рРНК микроорганизмов Oligo 1 (Enterobacteriaceaе), Oligo 3 (Staphylococcus aureus), Oligo 5 (S. epidermidis) Oligo 6 (Staphylococcus spp.)). Данные зонды синтезировали в ООО «ДНК-синтез» (Москва) и на 5’-конце пометили флуоресцеинаизотиоцианатом (FITC). Кровь больных обрабатывали по методу, описанному в работе Е. А. Щупловой и соавт. [8]. Далее с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа (КЛСМ) определяли количество адгезированных на поверхности эритроцитов и внутриэритроцитарно расположенных бактерий.

Статистический анализ полученных результатов проводили с помощью программы Statistica 6.0. Для оценки различий (р) использовали критерий (t) Стьюдента, различия считали значимыми (достоверными) при р<0,05.

Результаты. У всех 35 обследованных пациентов наблюдали гипертермию. В клиническом анализе крови отмечали лейкоцитоз (12,4±3,8×109/л) со сдвигом лейкоцитарной формулы влево, в анализе мочи – лейкоцитурию, бактериурию. При УЗИ у всех пациентов выявлены признаки острого пиелонефрита. Полученные клинические и лабораторно-инструментальные результаты служили показанием к микробиологическому исследованию крови, по результатам которого только у 1 (2,9%) пациента удалось выделить гемокультуру (монокультуру), которую с помощью биохимических тестов идентифицировали как Escherichia coli.

Однако недостатком бактериологического метода является длительность культивирования посевов до 5–7 сут., длительное время для идентификации чистой культуры с помощью различных биохимических тестов, а также проведение теста на выявление резистентности к антибиотикам. Кроме того, известно, что эффективность бактериологического метода даже при уросепсисе составляет около 45% [2, 9].

В связи с этим в данной работе для обнаружения микроорганизмов в образцах крови обследуемых больных параллельно был использован современный молекулярно-генетический метод флуоресцентной in situ гибридизации. Чувствительность данного метода составляет 95% [10], время для исследований сокращается до 8–12 ч, не требуется выделения гемокультуры, можно сразу использовать образец крови. Метод FISH позволяет одновременно проводить идентификацию микроорганизмов, так как ДНК и рРНК бактерий гибридизируются с ДНК-зондами, комплементарными таксонспецифическим участкам гена 16S рРНК [10].

С помощью люминесцентной микроскопии исследовано 35 образцов крови от больных острым пиелонефритом. Результаты исследования показали, что только у 5 (14,3%) из 35 обследуемых больных выявили свечения от ДНК-зондов в образцах крови, причем было обнаружено 207 специфических свечений от разных ДНК-зондов, что свидетельствовало о развитии полимикробной инфекции. В образцах крови обследуемых больных выявляли одновременно свечения от двух зондов (т.е. двух ассоциантов бактерий), свечения одновременно трех зондов не встречалось. В результате исследования оказалось, что в 2,4 раза чаще в образцах крови обследуемых больных острым пиелонефритом встречались ассоциации представителей семейства Enterobacteriaceaе с S. aureus, чем представителей семейства Enterobacteriaceaе с S. epidermidis (24,8±5,6 против 10,2±4,5% соответственно, р<0,05).

На следующем этапе работы с использованием КЛСМ выявили количество адгезированных бактерий к поверхности эритроцитов, а также их внутриэритроцитарное проникновение в образцах крови больных острым пиелонефритом (см. таблицу).

В результате исследования 35 образцов крови оказалось, что в 30 свечений не обнаружено, т.е. бактерии в образцах крови отсутствовали, тогда как у 5 обследованных наблюдали как свечение адгезированных бактерий на поверхности эритроцитов, так и их внутриэритроцитарное расположение. При изучении процесса адгезии бактерий к поверхности эритроцитов оказалось, что в 8 раз чаще наблюдали свечение от ДНК-зонда, характерного для представителей семейства Enterobacteriaceaе (Oligo 1), чем от Oligo 6 (р<0,05). В 1,6 раза чаще было выявлено свечение с Oligo 3 (S. aureus) (см. рисунок, а), чем с зондами, комплементарными таксон-специфическим участкам гена S. еpidermidis, и в 1,9 раз чаще, чем с представителями рода Staphylococcus spp.

При изучении внутриэритроцитарного расположения бактерий (см. рисунок, б) в образцах крови больных острым пиелонефритом оказалось, что в 57,8±8,3% случаев наблюдали внутриэритроцитарное расположение бактерий – представителей семейства Enterobacteriaceaе, что в 3 раза чаще, чем S. aureus (Oligo 3), и в 7,4 раза чаще, чем представителей рода Staphylococcus spp.

По результатам исследования провели статистический анализ, который показал, что если в образцах крови больных острым пиелонефритом обнаруживают ≥5 адгезированных на поверхности эритроцитов и ≥2 внутриэритроцитарно расположенных бактерий, то у больных выявляют развитие гнойной стадии острого пиелонефрита. Если в крови отсутствует специфическое свечение от ДНК-зондов, то у больных – серозная стадия острого пиелонефрита.

В дальнейшем у пятерых обследуемых больных, у которых с помощью метода FISH обнаружены и идентифицированы микроорганизмы, через 3 сут. было выполнено повторное ультразвуковое исследование и компьютерная томография почек. В результате исследования у пациентов наблюдали неоднородные гипоэхогенные образования, окруженные эхогенными контурами инфильтрированной паренхимы. Чашечно-лоханочная система у всех обследуемых больных была деформирована. Выставлен клинический диагноз «острый гнойный пиелонефрит»: абсцесс почки (n=1), карбункул почки (n=1), апостематозный нефрит (n=3). Всем больным было проведено оперативное вмешательство, в результате которого диагноз был подтвержден.

Таким образом, результаты данной работы показали, что использование метода FISH позволяет дифференцировать серозную и гнойную стадии острого пиелонефрита с возможностью обнаружения и одновременной идентификации микроорганизмов (по известным ДНК-зондам), находящихся как на поверхности, так и внутри эритроцитов в образцах крови больных острым пиелонефритом.

Обсуждение. Дифференциальная диагностика серозной и гнойной стадий острого пиелонефрита достаточна сложна. Несмотря на существующие диагностические критерии, далеко не всегда врач может вовремя поставить точный диагноз. По мнению З. С. Вайнберга [11], каждый больной с подозрением на наличие гнойного процесса в почках «в известной степени есть кроссворд, и от умения врача находить единственно правильные ответы и решения зависит жизнь пациента».

Результаты работы показали, что существующие критерии в диагностике острого пиелонефрита не достаточно объективные и точные, необходимо использовать дополнительные методы для дифференциации серозной и гнойной стадий данного заболевания.

Классический бактериологический метод в диагностике острого пиелонефрита применяют для обнаружения колониеобразующих единиц в 1 мл (КОЕ/мл) свежевыпущенной мочи [7] и крайне редко используют для исследования образцов крови пациентов. Результаты данной работы показали, что при диагностике острого пиелонефрита имеется необходимость применения дополнительных методов для выявления микроорганизмов в кровотоке обследуемых больных, причем для обнаружения гемокультуры более точный и быстрый по времени оказался современный молекулярно-генетический метод FISH. По этиологической значимости первостепенное место занимали представители семейства Enterobacteriaceaе, на втором месте оказался S. aureus. Полученные результаты нашли подтверждение в литературе [7, 12], где отмечается, что при гнойном пиелонефрите основными возбудителями являются грамотрицательные условно-патогенные микроорганизмы (76,9%).

Таким образом, использование современного молекулярно-генетического метода флуоресцентной in situ гибридизации в диагностике острого пиелонефрита можно рекомендовать как дополнительный критерий для дифференциации серозной и гнойной стадий заболевания.

Заключение. Предложен дополнительный диагностический критерий для выделения пациентов с серозной и гнойной формами острого пиелонефрита, заключающийся в определении количества адгезированных на поверхности эритроцитов и внутриэритроцитарно расположенных бактерий, обнаруженных с помощью современного молекулярно-генетического метода флуоресцентной in situ гибридизации. Метод FISH позволяет обнаружить и одновременно провести идентификацию микроорганизмов, так как ДНК и рРНК бактерий гибридизуется с ДНК-зондами, комплементарными таксонспецифическим участкам гена 16S рРНК микроорганизмов. Другим преимуществом FISH является возможность проведения дифференциальной диагностики серозной и гнойной стадий острого пиелонефрита по образцам крови обследуемых больных без выделения гемокультуры.

About the Authors

Corresponding author: M.D. Kuzmin – MD, leading researcher at the Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis, Ural Branch of the RAS, 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.