ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Current state of antibiotic resistance of pathogens causing community-acquired urinary tract infections in Russia, Belarus and Kazakhstan: results of the international multicenter study “Darmis-2018”

I.S. Palagin, M.V. Sukhorukova, A.V. Dekhnich, M.V. Edelstein, T.S. Perepanova, R.S. Kozlov

1) Smolensk State Medical University, Smolensk, Russia; 2) Institute of Antimicrobial Chemotherapy, Smolensk State Medical University, Smolensk, Russia; 3) Institute of Urology and Interventional Radiology named after N.A. Lopatkin, Moscow, Russia
Objective. To study in vitro activity of antimicrobials against clinical isolates from patients with community-acquired urinary tract infections (UTIs) in different regions of Russia, Belarus and Kazakhstan in 2017–2018.
Materials and methods. A total of 1260 isolates collectedin the Russian Federation, Belarus and Kazakhstanas a part of the international multicenter prospective epidemiological study of the dynamics of antimicrobial resistance of uropathogens causing community-acquired urinary tract infections in different subsets of patients (“DARMIS-2018”) were included in the analysis. 1124 strains represented the Enterobacterales order. Uropathogenswere isolated from children and adults of both sexes of all age groups with acute (and recurrences of chronic) community-acquired UTIs including pregnant women with asymptomatic bacteriuriain 34 centers of 26 cities of Russia, Kazakhstan and Belarus in 2017–2018.
Results. Enterobacterales jointly comprised a total of 89,2% of all isolated bacterial pathogens (88,9% in the adult subset; 89,3% in the subset of pregnant women and 91,4% in the subset of children and adolescents under 18). The most prevalent species were Escherichia coli (69,4% in the adult subset; 73,6% in the subset of pregnant women and 77,1% in the subset of children and adolescents under 18) and Klebsiella pneumoniae (11,5% in the subset of adults; 10,4% in the subset of pregnant women and 7,1% in the subset of children and adolescents under 18 years of age). The maximum activity against E. coli among oral drugs demonstrated fosfomycin (97,9% in the adult subset; 95,9% in the subset of pregnant women and 99,1% in the subset of children and adolescents under 18) and nitrofurantoin (97,9% in adult subset; 100% in the subset of pregnant women and 96,3% in the subset of children and adolescents under 18). Out of the parenteral drugs meropenem (out of carbapenems) and amikacin showed the highest activity (99,5% and 97,7% in the adult subset; 99,5% and 99,1% in the subset of pregnant women; 100% and 97,2% in the subset of children and adolescents under 18 years of age, respectively). Ampicillin, amoxicillin/clavulanic acid and trimethoprim/sulfamethoxazole demonstrated the lowest in vitro activity against Escherichia coli (less than 80% for everypatient subset). The susceptibility of E. colito ciprofloxacin was 60,4% in the adult subset; 80,0% in the subset of pregnant women and 80,6% in the subset of children and adolescents under 18. The rate of production of extended spectrum beta-lactamases among E. coli isolates based on the results of phenotypic tests was 21,9%.
Conclusions. Results of this study indicate the increase of resistance of community-acquired isolates of Enterobacterales and in particular E. coli to the most of antimicrobials in Russia, Belarus and Kazakhstan.

Keywords

community-acquired urinary tract infections
uropathogens
Escherichia coli
antibiotic resistance

Введение. Среди факторов, влияющих на выбор антибактериального препарата, одно из ведущих мест занимает чувствительность к нему возбудителя инфекционного процесса. Это особенно относится к внебольничным инфекциям мочевых путей (ИМП), для которых терапия в большинстве случаев назначается эмпирически. В Российской Федерации, как и во многих странах мира, в последние годы отмечается резкое снижение чувствительности внебольничных уропатогенов [1–5]. Энтеробактерии, прежде всего Escherichia coli, оставаясь основным бактериальным возбудителем ИМП [6, 7], отличаются высокой способностью к формированию вторичной резистентности к антибиотикам различных классов, что в современных условиях требует мониторинга и анализа динамики устойчивости к антимикробным препаратам. Это также чрезвычайно важно в контексте утвержденного плана по реализации Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности, обновления существующих клинических рекомендаций и повышения эффективности проводимого лечения.

В настоящее время одной из наиболее значимых проблем химиотерапии внебольничных ИМП является глобальный рост продукции бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС) во внебольничной среде [8] и устойчивости к фторхинолонам [9].

Целью данного многоцентрового проспективного эпидемиологического исследования динамики антибиотикорезистентности возбудителей внебольничных ИМП в различных субпопуляциях пациентов («ДАРМИС-2018») стало изучение in vitro активности антимикробных препаратов в отношении клинических изолятов, выделенных от пациентов с внебольничными ИМП в различных регионах России, Беларуси и Казахстана.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Источники бактериальных изолятов. В исследование «ДАРМИС-2018» было включено 1260 бактериальных изолятов из 34 центров (поликлиник и стационаров) 24 городов России (Братск, Воронеж, Екатеринбург, Иркутск, Йошкар-Ола, Казань, Киров, Краснодар, Нижневартовск, Новокузнецк, Новосибирск, Омск, Ростов-на-Дону, Самара, Санкт-Петербург, Северск, Смоленск, Сургут, Тольятти, Томск, Ульяновск, Челябинск, Якутск, Ярославль), Беларуси (Гомель) и Казахстана (Караганда). Данные изоляты были получены в 2017–2018 гг. от детей и взрослых обоего пола всех возрастных групп с острыми (и обострением хронических) внебольничными ИМП, включая беременных с бессимптомной бактериурией, при выделении возбудителя в диагностически значимом титре из образцов средней порции свободно выпущенной мочи, полученной после туалета половых органов, либо мочи, собранной катетером или с помощью детского мочеприемника.

Все изоляты были распределены по группам в зависимости от субпопуляции пациентов, из образцов мочи которых они были получены. Таким образом, в исследование вошли 821 изолят из субпопуляции взрослых, 299 изолятов из субпопуляции беременных и 140 изолятов из субпопуляции детей и подростков до 18 лет (табл. 1).

20-1.jpg (113 KB)

Выделение и первичную идентификацию бактериальных изолятов проводили в локальных клинических микробиологических лабораториях центров – участников исследования. Полученные штаммы с заполненными индивидуальными регистрационными картами (ИРК) отправляли на транспортных средах в центральную лабораторию НИИ антимикробной химиотерапии ФГБОУ ВО СГМУ Минздрава России, в которой выполняли окончательную видовую идентификацию всех полученных изолятов и определение их чувствительности к антимикробным препаратам. Контаминированные или нежизнеспособные штаммы из исследования исключали.

Энтеробактерии составили 89,2% от всех выделенных бактериальных возбудителей (88,9% в субпопуляции взрослых; 89,3% в субпопуляции беременных и 91,4% в субпопуляции детей и подростков до 18 лет). Наиболее частыми видами были Escherichia coli (69,4; 73,6 и 77,1% в субпопуляции взрослых, беременных, детей и подростков до 18 лет соответственно) и Klebsiella pneumoniae (11,5; 10,4 и 7,1% соответственно; табл. 2).

22-1.jpg (138 KB)

Видовая идентификация и хранение изолятов. Все изоляты были идентифицированы до вида методом матрично-ассоциированной лазерной десорбции/ионизации – времяпролетной масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS) с использованием системы Microflex LT и программного обеспечения MALDI Biotyper Compass 4.1.80 («Bruker Daltonics», Германия). Рекомендуемые значения Score ≥2,2 были использованы в качестве критерия надежной видовой идентификации. До проведения анализа изоляты хранили в заморозке при температуре -70°С в триптиказо-соевом бульоне с добавлением 30% глицерина.

Определение чувствительности к антибактериальным препаратам. Чувствительность ко всем антибактериальным препаратам определяли методом последовательных разведений в бульоне Мюллера–Хинтон («Oxoid», Великобритания) в соответствии с требованиями Европейского комитета по определению чувствительности к антимикробным препаратам (EUCAST, www.eucast.org) и стандартов ISO 20776-1:2006/ГОСТ Р ИСО 20776-1-2010 [10, 11]. Категории чувствительности изолятов к антимикробным препаратам определяли на основании пограничных значений минимальных подавляющих концентраций (МПК) в соответствии с критериями EUCAST, версия 9.0 [12]. Для контроля качества определения чувствительности использовали штаммы E. coli ATCC®25922, E. coli ATCC®35218, S. aureus ATCC®29213, E. faecalis ATCC®29212 и P. aeruginosa ATCC®27853.

Выявление продукции β-лактамаз расширенного спектра (БЛРС). Наличие БЛРС определяли у всех изолятов энтеробактерий с МПК минимум одного из исследуемых оксиимино-β-лактамов (цефотаксим, цефтазидим, цефепим) >1 мг/л на основании фенотипического метода оценки их синергизма с клавулановой кислотой. Заключение о продукции БЛРС делали в случае снижения МПК оксиимино-β-лактама в присутствии клавулановой кислоты в фиксированной концентрации 4 мг/л в 8 и более раз [13].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты оценки чувствительности всех изолятов порядка Enterobacterales, а также отдельно E. coli в зависимости от категории пациентов представлены в табл. 3–8.

23-1.jpg (362 KB)

24-1.jpg (321 KB)

25-1.jpg (312 KB)

26-1.jpg (302 KB)

27-1.jpg (313 KB)

28-1.jpg (296 KB)

Внебольничные ИМП у взрослых. В отношении основного уропатогена – E. coli – максимальную активность из пероральных препаратов продемонстрировали фосфомицин и нитрофурантоин (по 97,9%; табл. 4). Из парентеральных препаратов наибольшей активностью обладали карбапенемы – имипенем и меропенем (по 99,5%), эртапенем (98,8%), а также амикацин (97,7%) и пиперациллин/тазобактам (87,9%). Высокая частота резистентности штаммов E. coli была зарегистрирована для ампициллина (57,9%), амоксициллина/клавуланата (43,0%) и триметоприма/сульфаметоксазола (36,8%). Отдельно стоит обратить внимание на низкую чувствительность изолятов E. coli к ципрофлоксацину (60,4%), что оказалось существенно ниже результатов, полученных 7 лет назад [3, 4]. По сравнению с предыдущим исследованием «ДАРМИС» также снизилась чувствительность E. coli к цефалоспоринам (цефепим – 76,3%, цефиксим – 74,6%, цефотаксим – 74,9%, цефтазидим –76,1% и цефтибутен – 79,8%).

В отношении суммарно всех энтеробактерий наибольшую активность показали меропенем (99,3%), имипенем (98,4%), эртапенем (96,8%), амикацин (94,4%), фосфомицин (97,9%) и нитрофурантоин (90,2%; табл. 3).

С клинической точки зрения имеет значение разделение внебольничных ИМП у взрослых на неосложненные и осложненные, поэтому данные чувствительности E. coli по ним приведены по отдельности (табл. 9). Для большинства антибактериальных препаратов показатели чувствительности в группе осложненных ИМП оказались ниже, причем эта разница была статистически значимой для ампициллина, амоксициллина/клавуланата, всех протестированных цефалоспоринов и ципрофлоксацина.

29-1.jpg (300 KB)

Внебольничные ИМП у беременных. В данной субпопуляции были проанализированы изоляты, полученные от беременных женщин с симптоматическими внебольничными ИМП (39,8%), а также с бессимптомной бактериурией беременных (60,2%), поскольку данная категория требует назначения антибактериальной терапии. Отдельно стоит отметить, что для данной категории пациентов изолятов из Беларуси и Казахстана не было.

В целом показатели резистентности у беременных были ниже, чем в субпопуляции взрослых. В отношении E. coli максимальную активность из пероральных препаратов также продемонстрировали фосфомицин (95,9%) и нитрофурантоин (100%; табл. 6). Из парентеральных препаратов наибольшей активностью обладали карбапенемы – эртапенем и меропенем (по 99,5%), имипенем (99,1%) и амикацин (99,1%). Доля резистентных штаммов E. coli для ампициллина составила 42,3%, амоксициллина/клавуланата – 32,3% и триметоприма/сульфаметоксазола – 22,7%. Чувствительность изолятов E. coli к ципрофлоксацину для данной субпопуляции была равна 80,0%. Чувствительность E. coli к цефалоспоринам превысила 90% и составила для цефепима 92,7%, для цефиксима 93,2%, для цефотаксима 92,7%, для цефтазидима 92,7% и для цефтибутена 94,5%.

В отношении всех Enterobacterales in vitro активность выше 95% продемонстрировали меропенем (99,6%), имипенем (98,9%), эртапенем (99,3%), амикацин (98,9%), фосфомицин (95,9%) инитрофурантоин (98,1%), а ниже 90% только ципрофлоксацин (81,6%), триметоприм/сульфаметоксазол (78,7%), амоксициллин/клавуланат (68,2%) и ампициллин (49,8%; табл. 5).

Внебольничные ИМП у детей и подростков до 18 лет. Наивысшие показатели чувствительности E. coli в этой субпопуляции пациентов тоже были отмечены для фосфомицина (99,1%) и нитрофурантоина (96,3%; табл. 8). Из парентеральных препаратов ни одного резистентного изолята E. coli к протестированным карбапенемам (имипенему, меропенему, эртапенему) выделено не было. Чувствительность к амикацину и пиперациллину/тазобактаму составила 97,2 и 89,8% соответственно. Большая доля штаммов E. coli была резистентна к ампициллину (52,8%), амоксициллину/клавуланату (48,1%) и триметоприму/сульфаметоксазолу (32,4%). Чувствительными к ципрофлоксацину оказались 80,6% изолятов E. coli. Чувствительность E. coli к цефалоспоринам составляла около 80%: к цефепиму – 80,6%, цефиксиму – 79,6%, цефотаксиму – 80,6%, цефтазидиму – 81,5% и цефтибутену – 80,6%.

В отношении всех энтеробактерий наибольшую активность в субпопуляции детей показали меропенем (100%), эртапенем (100%), имипенем (98,4%), амикацин (97,7%), фосфомицин (99,1%) и нитрофурантоин (93,8%; табл. 7). Наименьшие значения чувствительности изолятов порядка Enterobacterales в данной категории пациентов были зарегистрированы для ампициллина (41,4%), амоксициллина/клавуланата (52,3%) и триметоприма/сульфаметоксазола (68,8%).

Поскольку исследование «ДАРМИС-2018» в точности соответствует дизайну и методологии исследования «ДАРМИС», проведенного в 2010–2011 гг., особого внимания заслуживает оценка динамики частоты продукции БЛРС среди внебольничных изолятов E. coli. По результатам фенотипических тестов она увеличилась более чем в 2 раза, составив 21,9% во всех трех субпопуляциях пациентов в странах – участницах исследования против 9,6% в 2010–2011 гг. [4]. При этом в России для некоторых категорий пациентов этот показатель был еще выше [14]. Частота продукции БЛРС в Казахстане и Беларуси по итогам исследования «ДАРМИС-2018» составила 31,3 и 21,6% соответственно, но из-за относительно небольшого количества протестированных изолятов из этих стран полученные данные имеют существенные ограничения.

Заключение. Результаты настоящего исследования свидетельствуют о росте резистентности к большинству антибактериальных препаратов среди внебольничных штаммов Enterobacterales, в частности E. coli. Особую тревогу с практической точки зрения вызывают высокая резистентность к фторхинолонам и резкий рост продукции БЛРС у энтеробактерий. Поскольку в большинстве случаев терапия внебольничных ИМП проводится эмпирически, в рекомендуемых схемах терапии следует учитывать вышеописанные данные, а также результаты локального мониторинга чувствительности уропатогенов и достоверной микробиологической диагностики.

About the Authors

Corresponding author: I.S. Palagin – Assistant, Department of Urology, Smolensk State Medical University of Ministry of Health of Russia; Research Fellow, Institute of Antimicrobial Chemotherapy of Smolensk State Medical University of Ministry of Health of Russia, Smolensk, Russia; e-mail: ivan.palagin@gmail.com

Similar Articles