Динамика микробного пейзажа мочи у детей с инфекциями мочевыделительной системы в многопрофильных стационарах

Введение

Проблеме резистентности микроорганизмов к антимикробной терапии отводится значительная роль при лечении инфекции мочевыводящих путей (ИМВП). Данный термин обозначает рост бактерий в мочевом тракте, который сопровождает такие заболевания, как острый и хронический пиелонефрит, острый и хронический цистит, пузырно-мочеточниковый рефлюкс, связанный с обструктивным и необструктивным пиелонефритом, и некоторые другие.

Среди факторов, способствующих развитию ИМВП, приоритетное значение имеют биологические свойства микроорганизмов, колонизирующих почечную ткань, а также нарушение уродинамики.

Согласно клиническим рекомендациям по диагностике и лечению ИМВП у детей, распространенность их в детском возрасте составляет 18 случаев на 1000 детского населения [1, 2]. Среди детей грудного и раннего возраста это наиболее частая и тяжелая бактериальная инфекция. ИМВП с одинаковой частотой встречаются у мальчиков и девочек первого года жизни (по 1% соответственно), но в более старшем возрасте (от 10 до 15 лет) заболеваемость девочек в 9 раз выше, чем мальчиков, что обусловлено анатомо-физиологическими особенностями организма, эндокринными перестройками в связи с менархе [3].

Ключевым элементом терапии ИМВП является назначение антибактериальных и антимикробных препаратов. Основная рекомендация при этом — ориентироваться на чувствительность бак­те­рий. Однако быстрый рост устойчивости микро­организмов и появление полирезистентных возбудителей становятся актуальной проблемой современной анти­микробной терапии. Меняющаяся картина антибиотикочувствительности уропатоген­ных штам­мов делает адекватный выбор анти­бак­те­риальной терапии достаточно сложным. При этом число новых антибиотиков, одобренных Управлением по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами США (FDA), не­уклонно снижается [4, 5].

Цель исследования — изучить динамику микробного пейзажа мочи на основе данных о структуре и антимикробной резистентности возбудителей заболеваний мочевыделительной системы у пациентов многопрофильных детских стационаров.

Материалы и методы

Методом сплошной выборки проведено ретроспективное исследование результатов посевов мочи у детей с заболеваниями мочевыделительной системы, находящихся на лечении в педиатрических отделениях Детской городской клинической больницы №1 (ДГКБ №1) Н. Новгорода и хирургическом отделении Нижегородской областной детской клинической больницы (НОДКБ). Посев мочи на флору и чувствительность к антибиотикам осуществляли согласно стандартным методикам. Материал собирали в соответствии с требованиями МУ 4.2.2039-05 «Техника сбора и транспортировки биоматериалов в микробиологические лаборатории» [6]. Для исследования брали утреннюю порцию мочи. Перед взятием мочи пациенты осуществляли туалет наружных половых органов. В педиатрических отделениях использовали одноразовые стерильные мочесборники для грудных детей и стерильные стаканчики для детей старшего возраста. В хирургическом отделении у девочек мочу собирали с помощью одноразового уретрального катетера, у мальчиков — в стерильные стаканчики.

Собранный материал доставляли в лабораторию в течение 2 ч в изотермических условиях. Посевы осуществляли на среду HiCrome UTI Agar (HiMedia Laboratories Pvt. Ltd, Индия). Морфологическое исследование микроорганизмов проводили по Граму. Антибиотикочувствительность оценивали методом стандартных дисков. Диагностически значимой бактериурию считали по присутствию в 1 мл мочи, полученной из средней струи, более 10⁵ колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий и наличию в моче, полученной катетером, микроорганизмов одного вида в количестве 10⁴ КОЕ/мл и более [7, 8]. Уровень резистентности возбудителей определяли по минимальной подавляющей концентрации (МПК), т.е. по наименьшей концентрации антибиотика, способной подавить видимый рост микроорганизма in vitro. Высоким уровень резистентности возбудителя считали при отсутствии клинического эффекта от терапии даже при использовании максимальных терапевтических доз антибиотика; умеренным — когда хорошая клиническая эффективность наблюдается только при использовании высоких терапевтических доз препарата или при локализации инфекции в месте, где антибиотик накапливается в высоких концентрациях; низким — если при лечении стандартными дозами антибиотика инфекций, вызванных данным возбудителем, отмечается хорошая терапевтическая эффективность [9].

В ДГКБ №1 было исследовано 865 посевов за 2016 г., 853 — за 2014 г., 570 — за 2003 г. и 522 — за 2000 г. Дети, находящиеся на госпитализации в 2014 и 2016 гг., были распределены на две группы (табл. 1). В 1-ю группу вошли дети в возрасте от 1 мес до 3 лет включительно, во 2-ю — дети от 4 до 18 лет.

---

Таблица 1. Распределение обследованных детей на группы по полу и возрасту

---

На базе хирургического отделения НОДКБ было исследовано 254 посева за 2005–2015 гг. и 476 посевов за 2016–2017 гг. Пациенты были распределены на такие же группы (см. табл. 1).

Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Excel 2000, BioStat (Primer of Biostatistics 4.03). Оценивали критерий χ². Различия считались достоверными при p<0,05.

Результаты и обсуждение

По данным педиатрических отделений ДГКБ №1 в 2014 г. бактериальная флора из мочи выделена у 392 из 853 больных (45,9%) обеих возрастных групп. В 55,4% случаев (217/392) выделена монокультура, в 44,6% (175/392) — смешанная флора. Анализ видового состава микрофлоры показал, что преобладает грамотрицательная флора (89,4%; 194/217) в обеих возрастных группах. Она представлена в основном E. coli (67,3%; 146/217), Klebsiella (14,7%; 32/217) и Acinetobacter (3,2%; 7/217) (рис. 1, а). Pseudomonas aeruginosa выделена только в старшей возрастной группе. Ее удельный вес составил 1,3% от всей бактериальной флоры мочи детей данной группы (1/84). Род Proteus был обнаружен только у детей младшего возраста (2%; 5/133). Грамположительная флора была представлена родом Streptococcus (0,4%; 2/133 — в младшей группе; 1,3%; 2/84 — в старшей группе), а также родом Enterococcus (3,8%; 9/133 — в младшей группе; 6,6%; 10/84 — в старшей группе).

В 2016 г. бактериальная флора была выделена из мочи 361 больного из 865 (41,7%) обеих возрастных групп. В 62,9% случаев выделена монокультура (227/361), у 37,1% детей (134/361) — смешанная флора. В составе микрофлоры также доминировали грамотрицательные бактерии (87,6%; 199/227): E. coli (71,9%; 163/227), Klebsiella (7%; 16/227), Proteus (6%; 14/227) (рис. 1, б). Pseudomonasaeruginosa была выделена только в младшей возрастной группе (р=0,067), в отличие от результатов исследования в 2014 г. На ее долю пришлось 3,1% (6/195) от всей флоры мочи данной группы детей. Бактериями, представляющими грамположительную флору в посевах 2016 г., были род Staphylococcus, встречающийся только среди детей старшего возраста (3%; 5/166; р=0,051), и род Enterococcus (8,4%; 14/166 — в старшей возрастной группе; 4,1%; 8/195 — в младшей возрастной группе).

---

Рис. 1. Структура возбудителей ИМВП по данным педиатрических отделений: а — в 2014 г.; б — в 2016 г.

---

Среди пациентов ДГКБ №1 доминировали больные с микробно-воспалительными заболеваниями органов мочевыделительной системы (табл. 2). Наиболее часто встречающимся заболеванием среди госпитализированных детей обеих возрастных групп стал пиелонефрит: острый пиелонефрит составил 43%, хронический пиелонефрит — 13%. Значительно чаще это заболевание отмечалось у детей младшей возрастной группы — 71,7% (290/404), у детей старшего возраста — 29,4% (136/461); р=0,002.

---

Таблица 2. Структура диагнозов пациентов педиатрических отделений, находящихся на госпитализации в ДГКБ №1, 2016 г.

---

Врожденные пороки развития органов мочевыделительной системы встречались значительно реже, чем у пациентов хирургического отделения НОДКБ, — менее 6% (45/865); р=0,018.

При сравнении структуры возбудителей инфекционных заболеваний органов мочевыделительной системы среди пациентов ДГКБ №1 в 2016 г. с предыдущими годами наблюдается смена спектра возбудителей. Например, в 2014 г. возросла частота обнаружения бактерий рода Klebsiella — 14,7% (32/217) по сравнению с 2000 г. (1,5%; 4/289) и 2013 г. (4,6%; 11/245), однако в 2016 г. их доля в бактериальной флоре мочи снизилась до 7% (16/227) по сравнению с 2014 г. (рис. 2, а).

---

Рис. 2. Частота обнаружения отдельных возбудителей по данным педиатрических отделений: а — бактерий рода Klebsiella; б — бактерий рода Staphylococcus; в — бактерий рода E. coli

---

При сравнении с данными проведенных ранее исследований по изучению возбудителей ИМВП у детей, получавших лечение в ДГКБ №1 в период с 2000 по 2003 г., отмечено изменение частоты выделения бактерий рода Staphylococcus: в 2000 г. — 16,4% (47/289), в 2014 г. — 1,5% (3/217), в 2016 г. — 2,2% (5/227) (рис. 2, б). В бактериальной флоре мочи неизменно преобладает E. coli: в 2000 г. — 65,4% (189/289), в 2003 г. — 64,0% (157/245), в 2014 г. — 67,3% (146/217), в 2016 г. — 71,9% (163/227), при этом отмечается тенденция к увеличению ее доли в структуре возбудителей (рис. 2, в).

Структура возбудителей ИМВП (по данным ДГКБ №1) в 2000 и 2003 г. представлена на рис. 3.

---

Рис. 3. Структура возбудителей ИМВП по данным ДГКБ №1: а — в 2000 г.; б — в 2003 г.

---

Среди пациентов хирургического отделения НОДКБ за период с 2005 по 2015 г. доминировали дети с врожденными пороками развития органов мочевыделительной системы: с пузырно-мочеточниковым рефлюксом (34%; 87/254), гидронефрозом (20%; 51/254). На порок развития мочевого пузыря пришлось 8,5% (22/254). Мочекаменная болезнь составляла 2% (5/254), нейрогенные расстройства мочеиспускания — 5% (13/254). У пациентов хирургического отделения ИМВП в большинстве случаев формировались на фоне органических и функциональных изменений почек и мочевыводящих путей.

К микробиологическим особенностям ИМВП при обструктивных уропатиях и структурных изменениях почек и мочевыводящих путей следует отнести широкий спектр и меньшую вирулентность возбудителей, а также более высокую резистентность бактерий, чем при неосложненных инфекциях [10].

За период с 2005 по 2015 г. бактериальная флора мочи была выделена у 43% пациентов хирургического отделения (110/254). В 43,3% случаев (48/110) определялась монокультура бактерий, у 56,7% детей (62/110) — смешанная флора. Сравнение полученных результатов микробиологического исследования мочи пациентов хирургического и педиатрических отделений показало, что смешанная флора чаще выделяется у больных с обструктивными уропатиями и структурными изменениями почек и мочевыводящих путей, в то время как монокультура микроорганизмов чаще регистрируется при неосложненных инфекциях мочевыводящих путей. Полученные нами результаты сопоставимы с данными литературы [11].

В обеих возрастных группах у детей хирургического отделения, как и в педиатрическом стационаре, доминировала грамотрицательная флора: E. coli (45%; 49/110), Klebsiella (2,2%; 3/110), Proteus (6,5%; 7/110) (рис. 4, а). Однако роль E. coli в этиологии микробно-воспалительных заболеваний мочевыводящих путей при сопутствующих пороках развития мочевыделительной системы меньше, чем при неосложенных инфекциях мочевыводящих путей. Ps. aeruginosa значительно чаще обнаруживалась в посевах мочи детей младшей возрастной группы (35,4%; 20/56), в старшей группе на ее долю пришлось 5,4% (3/54) (р=0,002). Ps. aeruginosa выделялась в основном у больных с длительным дренированием мочевых путей уретральными катетерами и пиелостомой.

---

Рис. 4. Структура возбудителей ИМВП по данным НОДКБ: а — в 2005–2015 гг.; б — в 2016–2017 гг.

---

Представителями грамположительной флоры мочи были бактерии рода Streptococcus, выделенные только среди старших детей (5,4%; 3/54), рода Enterococcus — 5,7% (3/56) от бактериальной флоры мочи детей младшего возраста и 5,4% (3/54) — детей старшего возраста. Однако среди грамположительной флоры преобладали бактерии рода Staphylococcus: в младшей группе — 16,1% (9/56), в старшей группе — 24,1% (13/54).

В посевах мочи детей, находящихся на госпитализации в хирургическом отделении НОДКБ в 2016–2017 гг., бактериальная флора была выделена у 147 пациентов из 476 (30,9%). Данные результаты могут объясняться тем, что часто дети до госпитализации в хирургическое отделение проходят неоднократное лечение в педиатрическом стационаре, получая курсы антибактериальной терапии. В хирургическое отделение для оперативного лечения они поступают в состоянии ремиссии хронического заболевания мочевыводящих путей. А также в НОДКБ оперируются дети с врожденными пороками развития мочевыводящих путей, диагностированными антенатально, до возникновения клиники пиелонефрита, часто — на первом году жизни. В монокультуре бактерий, как и в предыдущие годы, преобладала грамотрицательная флора: E. coli (49,2%; 72/147), Klebsiella (15,2%; 22/147), Proteus (7,8%; 11/147), Ps. aeruginosa (5,4%; 8/147). Среди представителей грамположительной флоры ведущая роль принадлежала бактериям рода Staphylococcus (7,8%; 11/147) (рис. 4, б).

В хирургическом отделении НОДКБ также обращает на себя внимание смена спектра возбудителей инфекции мочевыводящих путей. Так, в 2016–2017 гг. по сравнению с периодом 2005–2015 гг. возросла частота обнаружения бактерий рода Klebsiella — с 2,2% (3/110) до 15,2% (22/147). Данная тенденция наблюдается и в педиатрических отделениях ДГКБ №1. Однако в педиатрическом стационаре такое увеличение в микро­флоре мочи произошло раньше, чем в НОДКБ, хотя в хирургическом отделении бактерии рода Klebsiella высеваются чаще, чем в педиатрическом стационаре (p=0,034).

В процессе нашего исследования была обнаружена достаточно высокая доля стерильных посевов как в педиатрическом стационаре, так и в хирургическом отделении. Такие результаты можно объяснить техническими трудностями культивирования микроорганизмов данной группы, которые обусловлены анаэробной природой возбудителей (неклостридиальные анаэробы различных видов: бактероиды, превотеллы, актиномицеты, анаэробные кокки). Для получения посевов этих бактерий требуются анаэробные условия, трудно воспроизводимые на практике.

Неклостридиальные анаэробы обладают различными факторами патогенности. Они опосредованно, цитопатически действуют на уроэпителий. Так, анаэробные кокки продуцируют ферменты патогенности: уреазу, протеазу, гликозидазу и др. Уреаза, гидролизуя мочевину с образованием токсических соединений аммиака, играет важную роль в генезе ИМВП. Вещества, входящие в состав клеточной стенки грамположительных анаэробных кокков, выполняют функцию, аналогичную функции эндотоксинов [12]. В литературе есть подтверждение значительной роли в развитии ИМВП неклостридиальных анаэробных бактерий [13].

Учитывая, что изменения в микробном пейзаже мочи происходят непрерывно под воздействием используемых лекарственных средств, а также широкого применения дезинфицирующих средств, с целью эффективной антимикробной терапии необходимо вовремя проводить ротацию антибактериальных и антимикробных препаратов.

Таким образом, изменения в этиологической структуре возбудителей инфекции мочевыводящих путей обусловливают необходимость учитывать эти изменения и тщательно отслеживать структуру основных бактериальных агентов с целью адекватного выбора антимикробной терапии.

Заключение

Проведенные исследования показали, что за последние 16 лет произошла смена спектра возбудителей инфекции мочевыводящих путей как в педиатрических, так и в хирургическом отделениях многопрофильных детских стационаров. Вследствие этого рациональный выбор антибиотиков и антимик­робных препаратов должен основываться на данных мониторинга спектра и чувствительности этиологических агентов, а также осуществляться с учетом других факторов, таких как доказанная эффективность препаратов в клинических исследованиях, переносимость и нежелательные явления, стоимость и доступность.

Мониторинг бактериальной флоры и оценка резистентности возбудителей инфекций мочевыводящих путей у детей позволит существенно улучшить эффективность противомикробной терапии, сократит назначение неактивных антибиотиков, уменьшит возможность селекции микроорганизмов и риск формирования устойчивости бактерий к антибиотикам.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось какими-либо источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.