ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

The changes in urine microflora in patients with urinary stone disease

V.V. Dutov, S.Yu. Buymistr, E.V. Rusanova

1 Urologic Clinic and Department of Urology; 2 Microbiological laboratory of GBUZ Moscow district “Moscow Regional Research Clinical Institute named after M.F. Vladimirsky” (chief. – Dr.Med.Sci., prof. D.Yu. Semenov), Moscow, Russia
Introduction. Since the results of treatment of chronic pyelonephritis (CP) depend on timely and rationally selected targeted antibiotic therapy, when choosing a treatment regimen, it is necessary to rely on the local data obtained by monitoring the state of microflora in a particular hospital. Aim: to monitor the changes in urine microflora in patients with urinary stone disease. Materials and methods. A total of 598 isolated bacteria and yeast-like fungi from patients with urinary stone disease who were treated in the Department of Urology during different time periods (1997–1999, 2010–2014 and 2015–2017 yy) were analyzed. A comparison of the urine microbiota in patients with single kidney stone (n=154) and staghorn stone (n=147) for the period 2015–2017 yy. was carried out. Results. The significant changes of gram-positive and gram-negative bacteria were found with a tendency to decrease in the proportion of the latter (from 80.6% to 50.6%, p<0.05) due to a decrease in the proportion of P. mirabilis and complete absence of Enterobacter spp, Serraciae spp and Citrobacter spp. as well as an increase in the number of gram-positive bacteria (from 18 to 48.7%, p<0.05) owing to increase in the proportion of E. faecium + E. faecalis. During observation period, E. Coli has remained the leading pathogen (26.4±0.32%). During observation period, a permanent fourfold prevalence of gram-negative bacteria in clinically significant concentrations (>104 CFU/ml) was found: E. coli (36.8±4.1%). The proportion of K. Pneumonia increased from 8.5% to 17.4%, and proportion of P. mirabilis decreased from 20.3 to 10.4%. Despite a significant increase in the proportion of Enterococcus spp. (from 4.6 to 26.6%) in the general population, the incidence of microorganisms in clinically significant concentrations during analyzed period remained unchanged and did not exceed 8.46±4.76%. In patients with single stones and patients with staghorn stones there was no significant difference in the proportion of analyses with clinically significant concentrations of bacteria fer (p>0.05). The percentage of analyses with clinically significant concentration was 70.06%, while in all patients with urolithiasis it was 59.7%. In patients under and over 60 years old, the largest number of bacterial pathogens were represented by E. coli. (29.7% and 32.1%, respectively). Conclusion. E. Coli remains the leading bacterial causative agent of calculous pyelonephritis, both in the general population and in analyses with clinically significant concentrations of bacteria. There were no significant differences in urine microflora in patients with staghorn and single stones.

Keywords

urinary stone disease
chronic pyelonephritis
change of urinary flora

Введение. Основной целью лечения хронического калькулезного пиелонефрита является подавление роста или эрадикация возбудителя согласно антибиотикограммам мочи. Рост заболеваемости мочекаменной болезнью (МКБ) в мире и в Российской Федерации, с одной стороны, и широкое повсеместное внедрение малоинвазивных технологий лечения уролитиаза, с другой, определяют обоснованность изучения бактериального спектра у пациентов с различными формами МКБ для улучшения результатов лечения. Проведение контрольных бактериологических исследований мочи служит необходимым условием динамического мониторинга пациентов с калькулезным пиелонефритом.

Разработка новых схем антибактериального лечения также требует постоянного анализа микрофлоры мочи, определения структуры возбудителя, оценки видоизменения клинически значимых изолятов бактерий, выявления их антибиотикорезистентности.

По данным многочисленных исследований [1–5], ведущая роль (50–90%) в этиологической структуре возбудителей инфекции мочевыводящих путей принадлежит грамотрицательным бактериям, в частности E. coli.

Очевидно, что результаты лечения хронического калькулезного пиелонефрита зависят от своевременно начатой и рационально подобранной таргетной антибактериальной терапии, в связи с чем при выборе схемы лечения необходимо опираться на локальные данные, полученные путем мониторирования состояния микрофлоры в условиях конкретного стационара.

Цель исследования: провести мониторинг изменения микрофлоры мочи у пациентов с МКБ.

Материалы и методы. Проведено ретроспективное исследование утренней средней порции мочи у пациентов с МКБ, находившихся в урологическом отделении МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского в различные периоды: 1997–1999, 2010–2014 и 2015–2017 гг. Проанализировано 598 выделенных изолятов бактерий и дрожжеподобных грибов. Проведено сравнение микробиоты мочи у пациентов с одиночными камнями почек (n=154) и с коралловидным нефролитиазом (КН; n=147) за 2015–2017 гг. У пациентов с КН также произведен анализ изменения микробиоты мочи в зависимости от возраста (до 60 и старше 60 лет).

Микробиологическое исследование и идентификация возбудителя проведены в микробиологической лаборатории МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского. Все изоляты определены до вида. Исследование средней порции утренней мочи осуществлено с соблюдением правил забора материала в соответствии с Методическими указаниями 4.2. 2039-05 [6].

Первичный посев проб мочи осуществлен методом секторных посевов по Голду–Родоману на плотные (агар с 5%-ной кровью барана, среды Эндо, Плоскирева, Сабуро, желточно-солевой агар) и жидкие (0,25% сахарный бульон) питательные среды.

После выделения микроорганизмов подсчитывали число выросших в разных секторах колоний и определяли степень бактериурии. Результаты выражали в колониеобразующих единицах на единицу объема мочи (КОЕ/мл). Идентификацию выделенных условно-патогенных бактерий проводили классическими (Bergy) методами [6–10].

Результаты. Изучение видового состава условно-патогенных бактерий в общей структуре выделенных микроорганизмов выявило преобладание грамотрицательных микроорганизмов, доля которых составила 80,5% за период с 1997 по 1999 г. По прошествии 10 лет (2010–2014) доли выделенных грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов оказались примерно равными – соответственно 50,8 и 45,3%. В дальнейшем (2015–2017) какой-либо динамики не выявлено (рис. 1).

Анализ видового состава микрофлоры показал, что в структуре грамотрицательных бактерий ведущее место во всех трех временных отрезках занимали бактерии семейства Enterobacteriaceae, преимущественно E. coli – 26,4±0,32% от общего числа выделенных микроорганизмов в каждой группе (рис. 2).

К 2017 г. отмечено статистически значимое (p<0,05) 3-кратное уменьшение частоты выделения P. mirabilis, а также снижение уровней Enterobacter spp. с 6,9 до 0%, Serraciae spp. и Citrobacter spp. с 4,3 до 0% каждый. При этом частота выделения K. pneumoniae выросла в 2 раза (p<0,05). Неферментирующие грамотрицательные бактерии были представлены P. аeruginosa в 11% случаев, частота выделения которых к 2017 г. снизилась до 5,3%.

Грамположительные кокки были представлены Staphylococcus, Streptocoсcus, Enterococcus spp. За все время наблюдений уровень выявления S. haemolyticus достоверно не изменялся и составлял 15,96±2,41%. Streptocoсcus были представлены двумя видами: Streptocoсcus группы viridans и Streptocoсcus группы D, частота выделения которых была незначительной и составляла от 0 до 5% среди выделенных изолятов.

Особое внимание заслуживают Enterococcus, представленные суммарно E. faecium и E. faecalis, встречаемость которых достоверно возрастала с 4,6% при первом оценочном исследовании до 13,3% – во втором и до 26,6% – в третьем (р<0,05).

Дрожжеподобные грибы были представлены одним видом (Candida albicans) и встречались эпизодически, не превышая 4%. С разработкой и применением новых антибактериальных препаратов и усовершенствованием техники оперативного лечения наметилась тенденция к снижению частоты выделения некоторых возбудителей мочевой инфекции: P. mirabilis – с 22,3 до 8,4%, P. aeruginosa – c 11 до 5,3%.

Таким образом, анализ 20-летней динамики встречаемости возбудителей инфекций мочевыводящих путей при МКБ позволил выявить достоверные изменения соотношения грамположительной и грамотрицательной флоры с тенденцией к уменьшению доли грамотрицательных микроорганизмов (с 80,6 до 50,6%) и росту числа грамположительных бактерий (с 18 до 48,7%). Снижение выявляемости грамотрицательной флоры произошло преимущественно за счет уменьшения частоты выделения P. mirabilis и полного отсутствия Enterobacter spp., Serraciae spp. и Citrobacter spp. Во все оценочные периоды среди грамотрицательных бактерий постоянным ведущим возбудителем являлась E. сoli (26,4±0,32%). Увеличение частоты выявления грамположительной флоры произошло за счет возрастания доли E. faecium+E. faecalis.

На следующем этапе работы было проведено сравнение микробного пейзажа мочи, выделенного в клинически значимых титрах (>104 КОЕ) и в общей популяции пациентов с МКБ (рис. 3). За весь период наблюдения при снижении уровня грамотрицательных бактерий в общей популяции отмечена устойчивая тенденция к четырехкратному превалированию грамотрицательных бактерий в клинически значимых концентрациях. В титре >104 КОЕ/мл во всех анализируемых временных интервалах преобладала E. coli (36,8±4,1%). Следует также отметить рост выявляемости K. pneumonia с 8,5 до 17,4%, тогда как выделение P. mirabilis снизилось с 20,3 до 10,4%.

Важным является тот факт, что, несмотря на значительное увеличение числа Enterococcus spp. (с 4,6 до 26,6%) в общей популяции, встречаемость микроорганизмов в клинически значимых титрах за анализируемый период оставалась неизменной и не превышала 8,46±4,76%.

На третьем этапе исследования (2015–2017) был проведен анализ микрофлоры мочи у пациентов с КН (n=147).

Как и у пациентов с одиночными камнями, наибольшее число изолятов представлено E. сoli – 30,6% от общего числа выделенных микроорганизмов. На втором месте по частоте оказался S. haemolyticus (21%). При сравнении изолятов в клинически значимых концентрациях отмечено преобладание E. coli (33%), далее по мере убывания представлены K. pneumonia (15,5%), P. mirabilis (12,6%). Полученные значения статистически значимо не отличались от представленных выше результатов исследованной группы (р>0,05), из чего можно заключить, что у пациентов с одиночными камнями и у пациентов с КН соотношение представителей микробной флоры в клинически значимых концентрациях практически одинаковое. Однако из всех выделенных микроорганизмов при КН доля микроорганизмов в клинически значимых титрах составила 70,06%, тогда как при МКБ в целом – 59,7%.

При изучении микрофлоры мочи у пациентов с КН в различных возрастных группах (рис. 4) установлено, что наибольшее число изолятов представлено E. сoli – как у пациентов до 60 лет, так и в группе 60+ (29,7 и 32,1% соответственно). Особый интерес представляет показатель выявляемости других грамотрицательных бактерий. Так, K. pneumonia в первой возрастной группе определен в 8,8% случаев, тогда как во второй возрастной группе – в 2 раза чаще (16%). Уровень идентификации P. mirabilis достоверно (р<0,05) преобладал (в 4 раза) в группе пациентов до 60 лет и составлял 14,4 и 3,6% соответственно. Другие грамотрицательные бактерии высевались в единичных случаях, достоверных различий по группам не имелось. Выраженных различий в представленности грамположительной флоры не выявлено. Ведущим микроорганизмом оказался S. haemolyticus (21,85±4,45%).

Выводы

  1. E. coli остается ведущим бактериальным возбудителем хронического калькулезного пиелонефрита как в общей популяции, так и в клинически значимых титрах.
  2. Вторым по значимости возбудителем хронического калькулезного пиелонефрита является K. pneumonia, частота выявления которой в концентрации >104 КОЕ/мл существенно возросла за последние годы.
  3. За анализируемый период в общей популяции больных калькулезным пиелонефритом отмечено достоверное 5-кратное возрастание уровня Enterococcus spp., однако в диагностически значимых титрах их значения оставались неизменными (<10%).
  4. Не получено достоверных различий в микробной флоре мочи у пациентов с КН и одиночными камнями.
  5. E. coli (29,7%) и P. mirabilis (14,4%) преобладали у пациентов с КН возрастной группы до 60 лет, тогда как у пациентов 60 лет и старше ведущими возбудителями стали E. coli (32,1%) и K. pneumonia (16%).

About the Authors

Corresponding author: S.Yu. Buymistr – Ph.D. student at the department of urology of GBUZ Moscow district “Moscow Regional Research Clinical Institute named after M.F. Vladimirsky, Moscow, Russia; e-mail: svetlanabuymistr@mail.ru

Similar Articles