Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии бактериальной природы

Шепелин А. П., Домотенко Л. В. ФБУН Государственный научный центр
прикладной микробиологии и биотехнологии Роспотребнадзора, Оболенск, РФ

Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии бактериальной природы

 Вспышка пневмонии COVID-19, вызываемой вирусом SARS-CoV-2, требует от врачебного сообщества не только тщательного мониторинга, но и проведения в кратчайшие сроки дифференциального диагноза внебольничных пневмоний.

Внебольничная пневмония (ВП) – широко распространенное заболевание у взрослых
и детей, занимающее ведущее место в структуре заболеваемости и смертности от инфекционных болезней в развитых странах. Особую проблему для врачей представляют пациенты с тяжелой ВП (ТВП), которая отличается высокой летальностью и представляет собой значимое социально-экономическое бремя для общества.

Адекватное лечение ВП, и особенно ТВП, должно основываться на знании основных возбудителей и спектра их чувствительности к антимикробным препаратам.

 Этиологическая структура внебольничных пневмоний бактериальной природы. Перечень потенциальных возбудителей ВП включает более 100 микроорганизмов (бактерии, вирусы, грибы, простейшие) [1]. Однако большинство случаев ТВП ассоциируется с относительно небольшим кругом патогенов. К числу наиболее актуальных относятся бактерии:

  • Streptococcus pneumoniae, на долю которого приходится до 30-50% случаев;
  • Haemophilus influenzae чаще вызывает ВП у пациентов с сопутствующей хронической обструктивной болезнью лёгких;
  • Staphylococcus aureus чаще ассоциируется с развитием ВП у лиц пожилого возраста, наркоманов, на фоне или после перенесённого гриппа;
  • представители Enterobacterales выявляются преимущественно у лиц с хроническими сопутствующими заболеваниями, такими как сахарный диабет, хроническая сердечная недостаточность, алкоголизм;
  • Pseudomonas aeruginosa и другие неферментирующие грамотрицательные микроорганизмы – у пациентов с муковисцидозом, бронхоэктазами, при применении системных глюкокортикостероидов.

Среди атипичных возбудителей при тяжелом течении ВП наиболее часто выявляется Legionella pneumophila, меньшую актуальность представляют Mycoplasma pneumoniae и Chlamydophila pneumoniae.

Частота встречаемости других бактериальных возбудителей – Chlamydophila psittaci,
S. pyogenes, Bordetella pertussis
и др. обычно не превышает 2-3%, а поражения легких, вызванные эндемичными микромицетами (Histoplasma capsulatum, Coccidioides immitis и др.) в России встречаются чрезвычайно редко.

 

Эпидемиология. Согласно данным, представленным в Государственном докладе «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году», заболеваемость внебольничными пневмониями в 2018 году составила 491,67 на 100 тыс. населения при среднемноголетней заболеваемости 375,2, что выше на 16% заболеваемости 2017 г. (412,32 на 100 тыс. населения) [2]. Отмечается неравномерное распределение заболеваемости внебольничными пневмониями по субъектам Российской Федерации – от 46,92 на 100 тыс. населения в Чеченской Республике до 1 219,10 на 100 тыс. населения в Ненецком автономном округе, с тенденцией к росту в ряде регионов.

Доля детского населения в заболеваемости внебольничными пневмониями составляет 37,5%. Как и в предыдущие годы, в 2018 году максимальный показатель заболеваемости внебольничными пневмониями наблюдался для возрастной группы 1-2 года (1 505,44 на 100 тыс.).

В 2018 году сохраняется тенденция к увеличению заболеваемости пневмонией вирусной и бактериальной этиологии, включая пневмококковую. Показатель заболеваемости внебольничными пневмониями вирусной этиологии в 2018 г. составил 5,93 на 100 тыс. населения, что выше показателя 2017 г. (3,35 на 100 тыс. населения) в 1,8 раза. Показатель заболеваемости внебольничными пневмониями бактериальной этиологии – 139,24 на 100 тыс. населения, что также выше показателя 2017 г. (117,25 на 100 тыс. населения) на 18,8%, из них вызванными пневмококками – 9,95 на 100 тыс. населения, что на 38,2% выше показателя 2017 г. (7,2 на 100 тыс. населения). В 2018 г. зарегистрировано 77 вспышек внебольничных пневмоний с количеством пострадавших 715 человек, наибольшее количество вспышек зарегистрировано в Ханты-Мансийском автономном округе (16 очагов групповой заболеваемости). Возбудителем вспышек внебольничных пневмоний в 79,2% является Mycoplasma pneumoniae.

Показатель смертности от внебольничной пневмонии в 2018 году на различных территориях варьировал от 0 до 25,75 на 100 тыс. населения, в среднем по стране составив 4,25 на 100 тыс. населения – 6 244 случая (для детей до 17 лет – 0,30 на 100 тыс. населения – 90 случаев).

Оценочная распространенность внебольничной пневмонии во всем мире варьируется от 1,5 до 14 случаев на 1000 человеко-лет, и это зависит от географии, времени года и характеристик населения. В США ежегодная заболеваемость составляет 248 случаев на 100 000 взрослых,
с более высокими показателями по мере увеличения возраста. Пневмония является восьмой по значимости причиной смерти и первой среди инфекционных причин смерти. Уровень смертности достигает 23% для пациентов, поступающих в отделение интенсивной терапии [3].

 

Лабораторная диагностика внебольничных пневмоний регламентирована рядом нормативных документов, которые определяют алгоритмы выявления возбудителей внебольничных пневмоний, их идентификацию и определение чувствительности к антимикробным препаратам: методические указания МУК 4.2.3115–13 «Лабораторная диагностика внебольничных пневмоний», методические рекомендации МР 4.2.0114–16 «Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии пневмококковой этиологии», клинические рекомендации «Внебольничная пневмония у детей», клинические рекомендации «Внебольничная пневмония [4-8]. Подготовлен проект методических рекомендаций по диагностике внебольничных пневмоний микоплазменной природы, который находится в процессе рассмотрения рецензентами.

Согласно основным положениям документов, микробиологическая диагностика при ВП включает культуральное исследование мокроты и других респираторных образцов – трахеальный аспират, бронхоальвеолярный лаваж и др., венозной крови, экспресс-тесты по выявлению пневмококковой и легионеллезной антигенурии, ПЦР-диагностику для выявления некультивируемых/трудно культивируемых бактериальных возбудителей и респираторных вирусов, иммуносерологические исследования.

При лечении ВП в амбулаторных условиях микробиологические исследования рутинно не проводятся. Микробиологические исследования целесообразны у госпитализированных больных и обязательны при тяжелой ВП.

Первый этап исследования предполагает бактериоскопию мазка, окрашенного по Граму для оценки качества образца и пригодности для дальнейших исследований. Выявление в мазке большого количества грамположительных или грамотрицательных микроорганизмов с типичной морфологией (ланцетовидных грамположительных диплококков – S. pneumoniae; слабоокрашенных грамотрицательных коккобацилл – H. influenzae и т. п.) может служить ориентиром для выбора эмпирической АБТ.

Культуральное исследование, предполагающее посев клинических образцов на селективные и дифференциально-диагностические среды и их последующую идентификацию с помощью различных методов (биохимические тесты, времяпролетная масс-спектрометрия) до настоящего времени остается основным методом диагностики ВП, вызванной S. pneumoniae, H. influenzae, энтеробактериями, S. aureus и P. aeruginosa.

Культуральное исследование респираторных образцов с целью выявления Legionella spp.,
несмотря на 100%-ную специфичность, в рутинной практике не рекомендуется, т. к. является дорогостоящим и трудоемким методом, а его чувствительность существенно меняется в зависимости от исследуемого материала (при исследовании мокроты – низкая) и квалификации персонала.

Для диагностики ВП, вызванной L. pneumophila серогруппы I разработаны иммунохроматографический (ИХ) тест и тест на основе ИФА. Чувствительность ИХ теста для выявления L. pneumophila у пациентов с тяжелой ВП превосходит 85%, специфичность – 95%. Отрицательный тест не исключает окончательно диагноза легионеллезной пневмонии, так как он не валидирован для выявления L. pneumophila других серогрупп и легионелл других видов. Однако, по данным эпидемиологических исследований, на долю L. pneumophila серогруппы I приходится не менее 80% случаев внебольничного легионеллеза.

В ФБУН ГНЦПМБ разработаны и выпускаются два коммерческих теста: набор реагентов для быстрой идентификации возбудителя легионеллеза «Тест-полоска Legionella pneumophilla
(Регистрационное удостоверение № РЗН 2013/742) и набор реагентов для быстрой идентификации L pneumophilla в реакции латекс-агглютинации, жидкий (Латексная тест-система L. pneumophilla серотип 1) (Регистрационное удостоверение № РЗН 2013/1278).

Для диагностики ВП, вызванных M. pneumoniae, C. pneumoniae и другими редкими бактериальными возбудителями, в основном, используются молекулярные и серологические методы исследования [9].

 

Питательные среды, используемые для лабораторной диагностики ВП. Для выделения S. pneumoniae из клинического материала необходимо использовать питательные среды, обогащенные дефибринированной кровью животных (барана, лошади или козла) в концентрации 5%.

В связи с дефицитностью дефибринированной крови в практических лабораториях и небольшим сроком её хранения нельзя забывать об использовании для выделения пневмококков коммерческого шоколадного агара, который параллельно применяется для выделения H. influenzae.

Вероятность выделения S. pneumoniae из респираторных образцов увеличивается при использовании селективных сред, содержащих добавки, ингибирующие рост сапрофитных и грамотрицательных микроорганизмов (колистин, налидиксовая кислота, гентамицин).

Информативность культурального исследования респираторных образцов и крови в значительной степени зависит от соблюдения общепринятых правил их сбора, хранения и транспортирования. Кроме того, вероятность выявления S. pneumoniae значительно снижается при получении клинических образцов на фоне системной антибиотикотерапии. Для культурального исследования крови предпочтительно использовать коммерческие флаконы с питательными средами для выделения гемокультур.

Гемофильная палочка (H. influenzae), как и пневмококк, относится к категории «прихотливых» микроорганизмов, требующих для культивирования наличия в питательных средах факторов X, V и 5-7% CO2 в атмосфере инкубации. Для выделения H. influenzae из клинического материала обычно используется шоколадный агар.

Посев клинического материала с целью выявления представителей семейства Enterobacteriaceae и P. aeruginosa осуществляется на селективные среды для выделения грамотрицательных бактерий (агар Эндо, МакКонки и др.), S. aureus – на желточно-солевой агар, маннитол-солевой агар и др.

Следует отметить, что нетипируемые штаммы H. influenzae и S. aureus входят в состав нормальной микрофлоры верхних дыхательных путей, причем частота бессимптомного носительства может быть достаточно высокой. Этот факт необходимо учитывать при клинической интерпретации результатов бактериологического исследования респираторных образцов, особенно мокроты.

 

Резистентность возбудителей ВП к антимикробным препаратам. Актуальной проблемой в мире является распространение среди пневмококков изолятов со сниженной чувствительностью к β-лактамным антибиотикам (в первую очередь, пенициллинам) и рост устойчивости к макролидам. Отличительной чертой РФ является высокий уровень резистентности S. pneumoniae к тетрациклинам и ко-тримоксазолу, что может быть связано с неоправданно высокой частотой их применения для лечения респираторных инфекций в XX – начале XXI вв.

Наибольшее клиническое значение в мире имеет рост устойчивости H. influenzae к аминопенициллинам, который чаще всего обусловлен продукцией β-лактамаз, гидролизующих данную группу АМП. В РФ по данным НИИ антимикробной химиотерапии (Смоленск) уровень устойчивости к аминопенициллинам среди клинических штаммов H.influenzae, выделенных в РФ у пациентов с внебольничными респираторными инфекциями, остается невысоким [7].

Потенциальной проблемой, способной оказать влияние на стратегию эмпирической антибиотикотерапии тяжелой ВП, является распространение во внебольничных условиях метициллинорезистентных S.aureus (MRSA).

Еще одна потенциальная угроза обусловлена возможным распространением во внебольничных условиях среди представителей семейства Enterobacteriaceae изолятов, вырабатывающих β-лактамазы расширенного спектра (БЛРС), что определяет их нечувствительность к цефалоспоринам III-IV поколения, а также рост устойчивости энтеробактерий к ингибиторозащищенным аминопенициллинам и фторхинолонам, которые являются препаратами первого ряда для эмпирической терапии ТВП.

Несмотря на то, что большинству пациентов с ВП и особенно с ТВП антибиотикотерапия назначается эмпирически, очень важно предпринять все усилия, направленные на выявление и идентификацию возбудителей и, при возможности, определение их чувствительности к антимикробным препаратам.

Этиотропная терапия имеет ряд преимуществ как для пациента (улучшение исхода лечения, уменьшение риска нежелательными лекарственными реакциями), так и для ЛПУ в целом (снижение селекции антибиотикорезистентности, сокращение затрат).

 

Питательные среды ФБУН ГНЦПМБ. Вероятность выделения возбудителя ВП увеличивается при использовании качественных медицинских изделий. ФБУН ГНЦ ПМБ представляет широкий ассортимент питательных сред – транспортных, элективных, дифференциально-диагностических, сред обогащения, накопления и определения антибиотикочувствительности:

  • транспортные среды – Кэри-Блэра и Эймса (с углем и без угля);
  • питательные среды для приготовления кровяного агара – колумбийский агар, триптон-соевый агар, питательный агар, ГРМ-агар и др.);
  • шоколадный агар с селективными добавками;
  • агары Эндо, МакКонки, лактозный ТТХ, XLD-агар и др. для энтеробактерий,
  • агар Байрд-Паркера, Стафилококкагар и др. для выявления стафилококков;
  • агар Мюллера-Хинтона II для определения чувствительности к антибиотикам, который демонстрирует корректные результаты при оценке всех групп антибактериальных препаратов.

 

Шоколадный агар ФБУН ГНЦПМБ (Регистрационное удостоверение № 2012/13081) – готовая к применению питательная среда. Выпускается в виде набора, состоящего из основы питательной среды, ростовой добавки и селективных добавок для выделения гемофильной палочки (СД-Г) и пневмококка (СД-П). При исследовании контаминированных посторонней микрофлорой респираторных образцов использование селективных добавок может значительно повысить выявляемость пневмококка и гемофильной палочки. Шоколадный агар удобен в применении, так как не требует добавления крови и дополнительной стерилизации. Для его приготовления достаточно расплавить содержимое флакона с основой питательной среды, растворить и добавить в основу содержимое флакона с РД-ША, а при необходимости и содержимое одного из флаконов с селективной добавкой, после чего разлить питательную среду в чашки Петри [10].

 

Агар Мюллера-Хинтона II (Регистрационное удостоверение № 2017/ 5962) для определения чувствительности к антибиотикам стандартизован по содержанию двухвалентных металлов (кальция, магния, железа, марганца, цинка) и антагонистов сульфаниламидных препаратов (тимина и/или тимидина) и позволяет достоверно определять чувствительность возбудителей инфекций ко всем группам антибактериальных препаратов, включая аминогликозиды, фторхинолоны, карбапенемы, тигециклин, сульфаниламидные препараты [11].

 

Заключение. Культуральный метод в лабораторной диагностике внебольничных пневмоний остается одним из основных методов. Достоверность получаемых результатов во многом зависит от качества питательных сред и повышается при использовании коммерческих медицинских изделий надежных производителей.

 

Литература.

  1. Чучалин А. Г. Пневмония: актуальная проблема медицины ХХΙ века. Пульмонология. – 2015. – Т.25, № 2. – С.:133-142. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2015-25-2-133-142.
  2. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; 2019. 254 с. Available at: https://www.rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/798/gosudarstvennyy-doklad-o-sostoyanii-sanitarno_epidemiologicheskogo-blagopoluchiya-naseleniya-v-rossiyskoy-federatsii-v-2018-godu.pdf/
  3. Regunath H.; Oba. Y. Community-Acquired Pneumonia. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020. Available at:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430749/
  4. Лабораторная диагностика внебольничных пневмоний: Методические указания. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014. – 39 с.
  5. Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии пневмококковой этиологии. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии, 2016. – 57 с.
  6. Внебольничная пневмония у детей. Клинические рекомендации. – Москва : Оригинал-макет, 2015. – 64 с.
  7. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых А. Г. Чучалин, А. И. Синопальников, Р. С. Козлов, С. Н. Авдеев, И. Е. Тюрин, В. А. Руднов, С. А. Рачина, О. В. Фесенко // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2015. – Т. 17, № 2. – С. 84-126.
  8. Рачина С. А., Синопальников А. И. Клинические рекомендации по внебольничной пневмонии у взрослых: что нас ждет в 2019 г. – Практическая пульмонология. – 2018. – № 3. – С. 8-13.
  9. Рачина С. А., А. А. Бобылев. Атипичные возбудители внебольничной пневмонии: от эпидемиологии к особенностям диагностики и лечения / Практическая пульмонология. – 2016. –
    № 2. – С. 20-26.
  10. Подкопаев Я. В., Домотенко Л. В., Круглов А. Н., Детушев К. В., Храмов М. В., Шепелин А. П. Сравнительная оценка питательных сред для выделения возбудителей гнойных бактериальных менингитов. – Инфекция и иммунитет. – 2016. – Т. 6, № 4. – С. 389–394.
  11. Косилова И. С., Домотенко Л. В., Фурсова Н. К., Дентовская С. В., Ершова М. Г., Шепелин
    А. П. Испытания питательной среды отечественного производства «Агар Мюллера-Хинтон II –
    Оболенск». – Клиническая лабораторная диагностика. – 2019. – Т. 64, № 6. – С. 360-367.

ФБУН ГНЦ ПМБ Роспотребнадзора

ФБУН ГНЦ ПМБ проводит фундаментальные и прикладные научные исследования в области эпидемиологии, бактериологии и биотехнологии в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения РФ.

www.obolensk.org

 

 

Добавить комментарий