Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 528-537
Микробиота нижних дыхательных путей при внебольничных пневмониях, в том числе ассоциированных c SARS-CoV-2
https://doi.org/10.36233/0372-9311-107Аннотация
Введение. Многие аспекты патогенеза и патоморфологии коронавирусной пневмонии нуждаются во всестороннем комплексном изучении с использованием современных методов диагностики.
Цель исследования — изучение микробиоты нижних дыхательных путей при внебольничных пневмониях (ВБП), ассоциированных c SARS-CoV-2, оценка антибиотико- и фагорезистентности циркулирующих штаммов микроорганизмов.
Материалы и методы. Проведён анализ биопроб от 486 пациентов, находящихся на стационарном лечении в 5 моногоспиталях Тюмени и Тюменской области с диагнозом ВБП средней и тяжёлой степени. Почти в 90% случаев пациенты получали оксигенотерапию, около 8% больных были подключены к аппаратам искусственной вентиляции лёгких. Посев клинического материала осуществлялся на протяжении 6 мес (с апреля по октябрь 2020 г.). Идентификацию выделенных штаммов бактерий выполняли методом масс-спектрометрии. У обнаруженных изолятов определяли резистентность к антимикробным препаратам и бактериофагам.
Результаты. В микробиоте нижних дыхательных путей пациентов с диагнозом «ВБП, ассоциированная с SARS-CoV-2» превалировали грамположительные кокки, преимущественно условно-патогенные микроорганизмы рода Streptococcus и грибы рода Candida. При этом бактерии семейства Enterobacteriaceae и неферментирующие грамотрицательные бактерии встречались реже, чем у пациентов без COVID-19. В структуре патогенов лидирующее положение занимали бактерии Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter spp.Анализ чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам показал наиболее высокую резистентность у штаммов Acinetobacter spp., Enterococcus spp., коагулазонегативных Staphylococcus spp. Установлено, что в группе пациентов с ВБП, ассоциированной с SARS-CoV-2, шансы встретить штаммы Streptococcus spp. с высокой устойчивостью к антибиотикам в 1,5 раза выше, а с учётом 95% доверительного интервала величина этого показателя колебалась в пределах 1,1-2,1 раза.
Вывод. Полученные данные свидетельствуют о том, что микробиота нижних дыхательных путей при ВБП, ассоциированных c SARS-CoV-2, представлена преимущественно бактериями рода Streptococcus, обладающими высоким уровнем резистентности к антимикробным препаратам.
Список литературы
1. Yang D., Xing Y., Song X., Qian Y. The impact of lung microbiota dysbiosis on inflammation. Immunology. 2020; 159(2): 156-66. https://doi.org/10.1111/imm.13139
2. Похиленко В.Д. Как микробиом легких борется с бактериальной и вирусной инфекцией. Чебоксары; 2020. https://doi.org/10.21661/a-723
3. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Демина Ю.В., Носков А.К., Ковалев Е.В., Чемисова О.С. и др. Особенности этиологии внебольничных пневмоний, ассоциированных с COVID-19. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; (4): 99-105. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-4-99-105
4. Бруснигина Н.Ф., Мазепа В.Н., Самохина Л.П., Черневская О.М., Орлова К.А., Сперанская Е.В. и др. Этиологическая структура внебольничной пневмонии. Медицинский альманах. 2009; (2): 118-21.
5. Фесенко О.В., Швайко С.Н. Пневмонии, вызванные Klebsiella pneumoniae (фридлендеровские пневмонии). Практическая пульмонология. 2019; (1): 22-31.
6. Молчанова О.В., Хамидулина А.И., Щенников Э.Л., Иванова О.А., Шмыленко В.А. Этиологическая структура внебольничной пневмонии у больных с факторами риска неблагоприятного течения заболевания. Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2008; (12): 59-62.
7. Розанова С.М., Шилова В.П., Перевалова Е.Ю., Шевелева Л.В., Кругова К.В., Беикин Я.Б. и др. Микробиологическая диагностика вентилятор-ассоциированной пневмонии: практический опыт работы. Уральский медицинский журнал. 2008; 13(53): 64-7.
8. Стулова М.В., Кудряшева И.А., Полунина О.С., Черено-ва Л.П., Аршба Т.Е., Лисина О.А. и др. Сравнительный клинико-лабораторный анализ COVID-19 ассоциированной пневмонии с внебольничной пневмонией бактериальной этиологии. Современные проблемы науки и образования. 2020; (3): 134. https://doi.org/10.17513/spno.29905
9. Sharov K.S. SARS-CoV-2-related pneumonia cases in pneumonia picture in Russia in March-May 2020: Secondary bacterial pneumonia and viral co-infections. J. Glob. Health. 2020; 10(2): 020504. https://doi.org/10.7189/jogh.10.-020504
10. Lucien M.A.B., Canarie M.F., Kilgore P.E., Jean-Denis G., Fenelon N., Pierre M., et al. Antibiotics and antimicrobial resistance in the COVID-19 era: Perspective from resourcelimited settings. Int. J. Infect. Dis. 2021; 104: 250-4. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.12.087
11. Lansbury L., Lim B., Baskaran V., Lim W.S. Co-infections in people with COVID-19: a systematic review and meta-analysis. J. Infect. 2020; 81(2): 266-75. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.05.046
12. Lai C.C., Wang C.Y., Hsueh P.R. Co-infections among patients with COVID-19: The need for combination therapy with non-anti-SARS-CoV-2 agents? J. Microbiol. Immunol. Infect. 2020; 53(4): 505-12. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2020.05.013
13. Getahun H., Smith I., Trivedi K., Paulin S., Balkhy H.H. Tackling antimicrobial resistance in the COVID-19 pandemic. Bull. World Health Organ. 2020; 98(7): 442-A. https://doi.org/10.2471/BLT.20.268573
14. Sharifipour E., Shams S., Esmkhani M., Khodadadi J., Fotouhi-Ardakani R., Koohpaei A., et al. Evaluation of bacterial co-infections of the respiratory tract in COVID-19 patients admitted to ICU. BMC Infect. Dis. 2020; 20(1): 646. https://doi.org/10.1186/s12879-020-05374-z
15. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F., Han Y., et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet. 2020; 395(10223): 507-513. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7.
16. Vaillancourt M., Jorth P. The unrecognized threat of secondary bacterial infections with COVID-19. mBio. 2020; 11(4): e01806-2. https://doi.org/10.1128/mBio.01806-20
17. Балмасова И.П., Малова Е.С., Сепиашвили Р.И. Вирусно-бактериальные коинфекции как глобальная проблема современной медицины. Иммунология. Инфекционная патология. 2018; 22(1): 29-42. https://doi.org/10.22363/2313-0245-2018-22-1-29-42
18. Холодок Г.Н. Лекарственная резистентность клинических изолятов возбудителей пневмоний у детей Приамурья. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2009; (2): 38-40.
19. Canton R., Gijon D., Ruiz-Garbajosa P Antimicrobial resistance in ICUs: an update in the light of the COVID-19 pandemic. Curr. Opin. Crit. Care. 2020; 26(5): 433-41. https://doi.org/10.1097/MCC.0000000000000755.
20. Mahmoudi H. Bacterial co-infections and antibiotic resistance in patients with COVID-19. GMS Hyg. Infect. Control. 2020; 15: 35. https://doi.org/10.3205/dgkh000370
21. Ko K.S. Antibiotic-resistant clones in Gram-negative pathogens: presence of global clones in Korea. J. Microbiol. 2019; 57(3): 195-202. https://doi.org/10.1007/s12275-019-8491-2
22. Савенкова М.С. Макролиды: современные исследования и показания к назначению «нового» кларитромицина. Детские инфекции. 2012; 11(1): 37-43.
23. Цыганко Д.В., Бердникова Н.Г. Исследование микробиологических особенностей инфекций нижних дыхательных путей в стационаре. Национальная ассоциация ученых. 2015; (6-3): 36-9.
24. Васильев Д.А., Феоктистова Н.А., Алешкин А.В., Золотухин С.Н., Мастиленко А.В., Киселева И.А. и др. Разработка биотехнологических параметров создания бактериофаговых биопрепаратов для деконтаминации микрофлоры, вызывающей порчу пищевого сырья животного происхождения и мясных, рыбных, молочных продуктов (биопроцессинг). Ульяновск; 2019.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 528-537
Microbiota of the lower respiratory tract in community-acquired pneumonia, including cases associated with SARS-CoV-2
https://doi.org/10.36233/0372-9311-107Abstract
Introduction. Many aspects of the pathogenesis and pathomorphology of pneumonia associated with novel coronavirus require a comprehensive study using modern diagnostic methods.
The aim of the study was to study the microbiota of the lower respiratory tract in community-acquired pneumonia associated with SARS-CoV-2, to assess the antibiotic and phage resistance of circulating strains of microorganisms.
Materials and methods. The analysis of biosamples from 486 patients undergoing inpatient treatment in five mono-hospitals in Tyumen and Tyumen region with a diagnosis of moderate and severe community-acquired pneumonia was carried out. In almost 90% of cases patients received oxygen therapy, about 8% of patients were connected to ventilators. The inoculation of the cultures with clinical samples was carried out for six months (from April to October 2020). The isolated bacterial strains were identified by mass spectrometry. The resistance to antimicrobial drugs and bacteriophages was assessed for identified isolated.
Results. Gram-positive cocci, mainly opportunistic microorganisms of the genus Streptococcus and Candida fungi predominated in the microbiota of the lower respiratory tract of patients diagnosed with community-acquired pneumonia associated with SARS-CoV-2. At the same time, bacteria of the Enterobacteriaceae family and nonfermenting gram-negative bacteria were less common compared to patients without coronavirus infection. In the structure of pathogens, the leading position was occupied by the bacteria K. pneumoniae and Acinetobacter spp. The analysis of the sensitivity of microorganisms to antimicrobial drugs showed the highest resistance rates in strains of Acinetobacter spp., Enterococcus spp., Coagulase-negative Staphylococcus. It has been established that in the group of patients with community-acquired pneumonia associated with SARS-CoV-2, the risk of infection with Streptococcus spp. with high level of antibiotic resistance was 1.5 times higher, and taking into account the 95% confidence interval, the value of this indicator ranged from 1.1 to 2.1 times.
Conclusion. The data obtained indicate that the microbiota of the lower respiratory tract in community-acquired pneumonia associated with SARS-CoV-2 is represented mainly by bacteria of the genus Streptococcus, which have a high level of resistance to antimicrobial drugs.
References
1. Yang D., Xing Y., Song X., Qian Y. The impact of lung microbiota dysbiosis on inflammation. Immunology. 2020; 159(2): 156-66. https://doi.org/10.1111/imm.13139
2. Pokhilenko V.D. Kak mikrobiom legkikh boretsya s bakterial'noi i virusnoi infektsiei. Cheboksary; 2020. https://doi.org/10.21661/a-723
3. Popova A.Yu., Ezhlova E.B., Demina Yu.V., Noskov A.K., Kovalev E.V., Chemisova O.S. i dr. Osobennosti etiologii vnebol'nichnykh pnevmonii, assotsiirovannykh s COVID-19. Problemy osobo opasnykh infektsii. 2020; (4): 99-105. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-4-99-105
4. Brusnigina N.F., Mazepa V.N., Samokhina L.P., Chernevskaya O.M., Orlova K.A., Speranskaya E.V. i dr. Etiologicheskaya struktura vnebol'nichnoi pnevmonii. Meditsinskii al'manakh. 2009; (2): 118-21.
5. Fesenko O.V., Shvaiko S.N. Pnevmonii, vyzvannye Klebsiella pneumoniae (fridlenderovskie pnevmonii). Prakticheskaya pul'monologiya. 2019; (1): 22-31.
6. Molchanova O.V., Khamidulina A.I., Shchennikov E.L., Ivanova O.A., Shmylenko V.A. Etiologicheskaya struktura vnebol'nichnoi pnevmonii u bol'nykh s faktorami riska neblagopriyatnogo techeniya zabolevaniya. Dal'nevostochnyi zhurnal infektsionnoi patologii. 2008; (12): 59-62.
7. Rozanova S.M., Shilova V.P., Perevalova E.Yu., Sheveleva L.V., Krugova K.V., Beikin Ya.B. i dr. Mikrobiologicheskaya diagnostika ventilyator-assotsiirovannoi pnevmonii: prakticheskii opyt raboty. Ural'skii meditsinskii zhurnal. 2008; 13(53): 64-7.
8. Stulova M.V., Kudryasheva I.A., Polunina O.S., Chereno-va L.P., Arshba T.E., Lisina O.A. i dr. Sravnitel'nyi kliniko-laboratornyi analiz COVID-19 assotsiirovannoi pnevmonii s vnebol'nichnoi pnevmoniei bakterial'noi etiologii. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2020; (3): 134. https://doi.org/10.17513/spno.29905
9. Sharov K.S. SARS-CoV-2-related pneumonia cases in pneumonia picture in Russia in March-May 2020: Secondary bacterial pneumonia and viral co-infections. J. Glob. Health. 2020; 10(2): 020504. https://doi.org/10.7189/jogh.10.-020504
10. Lucien M.A.B., Canarie M.F., Kilgore P.E., Jean-Denis G., Fenelon N., Pierre M., et al. Antibiotics and antimicrobial resistance in the COVID-19 era: Perspective from resourcelimited settings. Int. J. Infect. Dis. 2021; 104: 250-4. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.12.087
11. Lansbury L., Lim B., Baskaran V., Lim W.S. Co-infections in people with COVID-19: a systematic review and meta-analysis. J. Infect. 2020; 81(2): 266-75. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.05.046
12. Lai C.C., Wang C.Y., Hsueh P.R. Co-infections among patients with COVID-19: The need for combination therapy with non-anti-SARS-CoV-2 agents? J. Microbiol. Immunol. Infect. 2020; 53(4): 505-12. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2020.05.013
13. Getahun H., Smith I., Trivedi K., Paulin S., Balkhy H.H. Tackling antimicrobial resistance in the COVID-19 pandemic. Bull. World Health Organ. 2020; 98(7): 442-A. https://doi.org/10.2471/BLT.20.268573
14. Sharifipour E., Shams S., Esmkhani M., Khodadadi J., Fotouhi-Ardakani R., Koohpaei A., et al. Evaluation of bacterial co-infections of the respiratory tract in COVID-19 patients admitted to ICU. BMC Infect. Dis. 2020; 20(1): 646. https://doi.org/10.1186/s12879-020-05374-z
15. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F., Han Y., et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet. 2020; 395(10223): 507-513. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7.
16. Vaillancourt M., Jorth P. The unrecognized threat of secondary bacterial infections with COVID-19. mBio. 2020; 11(4): e01806-2. https://doi.org/10.1128/mBio.01806-20
17. Balmasova I.P., Malova E.S., Sepiashvili R.I. Virusno-bakterial'nye koinfektsii kak global'naya problema sovremennoi meditsiny. Immunologiya. Infektsionnaya patologiya. 2018; 22(1): 29-42. https://doi.org/10.22363/2313-0245-2018-22-1-29-42
18. Kholodok G.N. Lekarstvennaya rezistentnost' klinicheskikh izolyatov vozbuditelei pnevmonii u detei Priamur'ya. Zdorov'e. Meditsinskaya ekologiya. Nauka. 2009; (2): 38-40.
19. Canton R., Gijon D., Ruiz-Garbajosa P Antimicrobial resistance in ICUs: an update in the light of the COVID-19 pandemic. Curr. Opin. Crit. Care. 2020; 26(5): 433-41. https://doi.org/10.1097/MCC.0000000000000755.
20. Mahmoudi H. Bacterial co-infections and antibiotic resistance in patients with COVID-19. GMS Hyg. Infect. Control. 2020; 15: 35. https://doi.org/10.3205/dgkh000370
21. Ko K.S. Antibiotic-resistant clones in Gram-negative pathogens: presence of global clones in Korea. J. Microbiol. 2019; 57(3): 195-202. https://doi.org/10.1007/s12275-019-8491-2
22. Savenkova M.S. Makrolidy: sovremennye issledovaniya i pokazaniya k naznacheniyu «novogo» klaritromitsina. Detskie infektsii. 2012; 11(1): 37-43.
23. Tsyganko D.V., Berdnikova N.G. Issledovanie mikrobiologicheskikh osobennostei infektsii nizhnikh dykhatel'nykh putei v statsionare. Natsional'naya assotsiatsiya uchenykh. 2015; (6-3): 36-9.
24. Vasil'ev D.A., Feoktistova N.A., Aleshkin A.V., Zolotukhin S.N., Mastilenko A.V., Kiseleva I.A. i dr. Razrabotka biotekhnologicheskikh parametrov sozdaniya bakteriofagovykh biopreparatov dlya dekontaminatsii mikroflory, vyzyvayushchei porchu pishchevogo syr'ya zhivotnogo proiskhozhdeniya i myasnykh, rybnykh, molochnykh produktov (bioprotsessing). Ul'yanovsk; 2019.
