Донецкая Э.Г.-А., Зрячкин Н.И. Инфектология
.pdf–––7. Биопленочные инфекции –––
2.Количественный метод позволяет оценить колонизацию внутренней поверхности катетера. При этом дистальный отдел катетера помещают в бульон и обрабатывают ультразвуком. Материал высевают на кровяной агар. Через 48 часов производят подсчет выросших колоний. Обсемененность более 103 свидетельствует о наличии катетерной инфекции.
Колонизация ЦВК может сопровождаться различными клиническими проявлениями или протекать бессимптомно.
Внастоящее время предлагается следующая классификация и критерии диагностики КАИК:
1.Колонизированный катетер. В этом случае не наблюдается клинической симптоматики:
–отмечается рост бактерий > 15 КОЕ (этим методом можно оценить только колонизацию наружной поверхности катетера);
–отмечается рост бактерий > 103 КОЕ/мл (позволяет оценить колонизацию наружной и внутренней поверхности катетера).
2.Инфекции места введения катетера. Сопровождается гиперемией, болезненностью, нагноением в пределах 2 см от места введения катетера.
3.«Карманная инфекция». Наблюдается нагноение подкожного кармана в месте имплантированного катетера.
4.Туннельная инфекция. Наблюдается гиперемия, уплотнение, нагноение в пределах 2 см от места введения катетера и по направлению вдоль туннелизированного катетера.
5.Инфекция, связанная с инфузатом. Выделение одного и того же микроорганизма из переливаемого раствора и периферической вены при наличии системных признаков инфекции.
6.Выделение одного и того же микроорганизма из удаленного ЦВК
ипериферической вены у пациента с клинической картиной инфекции кровотока при отсутствии других очагов. Исчезновение клинической картины после удаления катетера.
7.Щеточное устройство для обследования катетера. Используется внутрипросветноещеточноеустройство,котороепредназначенодлязабора материала из просвета функционирующего венозного катетера in situ для определения его инфицированности.
Профилактические мероприятия. В основе профилактики воз-
никновения инфекций кровотока лежит снижение действия факторов риска:
–– 231 ––
–––Инфектология –––
–если выявлена инфекция крови и сосудов, то сразу же необходимо удалить катетер или следует установить его на другое место;
–при установке катетера нужно соблюдать все санитарно-гигиени- ческие требования;
–необходима тщательная обработка места установки катетера;
–определениеоптимальноговременинахождениякатетеравсосуде: чем дольше он остается в сосудистом русле, тем вероятнее риск развития катетер-ассоциированной инфекции;
–должна быть тщательная проверка всех инфузионных растворов.
7.2.Биопленочные инфекции в урологии
7.2.1.Уретральный катетер
Большое значение в структуре инфекций мочеполовых путей имеет использование катетеризации. С момента установки внутренняя и наружная поверхности катетера подвергаются опасности формирования биопленки.Катетеризацияможетбытьоднократнойипостоянной.Наибольший риск инфицирования отмечается при наличии постоянного катетера. Доказано, что пространство между наружной поверхностью катетера и слизистой уретры легко преодолимо для бактерий, которые проникают в мочевой пузырь.
Независимооттипаиспользуемогокатетеранаегоповерхностипроисходит бактериальная адгезия, образуется биопленка. Было доказано, что пациенты в течение 24 часов после удаления катетера остаются в группе риска из-за усиленной колонизации эпителия мочевого тракта.
При экстралюминальном пути инфицирования эндогенные микроорганизмы распространяются восходящим путем по уретре во время и после установки катетера. При интралюминальном инфицированиибактерии передвигаются по внутреннему просвету катетера.
Установка катетера уменьшает защитный глюкозоаминогликановый слой уротелия – переходноклеточный многослойный эпителий, покрывающий мочевыводящие пути. Он выстилает почечные лоханки, мочеточник, мочевой пузырь и проксимальную часть уретры, что открывает входныеворотадлямикроорганизмов,способствуяформированиюочага в виде биопленки на его поверхности.
–– 232 ––
––– 7. Биопленочные инфекции –––
Не только на катетере образуется биопленка. Установлено, что приблизительно 40% мочевых камней являются инфицированными. В таких случаях из мочи чаще всего высевают уреазопродуцирующие микроорганизмы: протей, синегнойную палочку, провиденсии, морганеллы, клебсиеллы и уреаплазмы.
Уреаза – это фермент, расщепляющий мочевину до углекислого газа и аммиака. Большое скопление аммиака воздействует на слой глюкозоаминогликанов уротелия, что ведет к усилению адгезии бактерий и образованию струвитных камней (инфицированные камни), а также конкрементов (мочевых камней) в почках и инкрустации катетеров.
7.2.2. Мочеточниковые стенты
Навнутреннихстентах,установленныхвверхниемочевыепути,бактериальные биопленки развиваются достаточно часто. Формирование биопленки и инкрустация стентов ограничивают эффективность применения различных стентов с антимикробным покрытием, потому что отложениекристалловнастентахпозволяетбактериямприкреплятьсяи размножаться без контактирования с защитным покрытием. У пациентов с мочекаменной болезнью микроорганизмы при исследовании камня выявлялись чаще, чем при исследовании мочи. Виды микроорганизмов в моче и камне не различались и были представлены такими уропа-
тогенами, как Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus haemolyticus, Proteus mirabilis и Escherichia coli.
7.3. Биопленка в стоматологии
7.3.1. Зубная бляшка
Зубная бляшка – это высокоупорядоченное бактериальное сообщество, один из основных примеров биопленки в стоматологии. Существование микроорганизмов внутри биопленки существенно меняет их свойства, в частности изменяется степень вирулентности и резистентности, поверхностная пленка является защитой от действия ан-
–– 233 ––
––– Инфектология –––
тибиотиков и антимикробных компонентов ротовой жидкости. Зубная бляшканачинаетформироватьсяужечерездвачасапослечисткизубов. По мере развития зубной бляшки изменяется ее состав. Сначала, в течение суток, преобладают аэробные микроорганизмы (кокковая флора), позже – спустя 24 часа – анаэробные (палочковидные бактерии), через 2 суток – нитевидные бактерии. Последними, через 6–9 дней, ее заселяют нитевидные и веретенообразные формы, выделяющие экзополисахариды, которые образуют вязкую субстанцию.
Состав зубных бляшек сильно варьирует у разных индивидуумов. Одной из причин такого различия является разное поступление с пищей углеводов, которые способствуют накоплению в бляшке органических кислот.
7.3.2. Протезная биопленка
Протезная биопленка формируется поэтапно. Сначала протез колонизируют первые микроорганизмы (стрептококки, актиномицеты).
На втором этапе проявляются промежуточные виды – фузобактерии. Ближе к поверхности биопленки «поздние» микроорганизмы: парадонтогенные бактерии 1-го порядка. Бактерии прикрепляются к стоматологическому протезу, используя рецепторы пелликулы – тонкой пленки слюны, покрывающей все поверхности, омываемые ротовой
жидкостью.
7.4.Биопленочные инфекции в ортопедии
Внастоящеевремявортопедиисохраняетсярискразвитияинфекционных осложнений при эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов. Частота возникновения инфекции протезированного сустава, по данным литературы, составляет от 0,7 до 2,5%, а в последние годы она возросла до 5–6%.
Параэндопротезные инфекции – это частный случай имплантантассоциированной инфекции. Основой процесса параэндопротезной инфекции является способность микроорганизмов формировать на поверхности имплантов биопленку. Крупные ортопедические операции,
––234 ––
––– 7. Биопленочные инфекции –––
такие как эндопротезирование суставов, спондилосинтез, связаны с установкой импланта, что приводит к возникновению риска развития биопленочной инфекции, хронизации постимплантационного остеомиелита, а при генерализации процесса – к развитию сепсиса.
Средибиопленочныйинфекцийпротезированныхсуставоввыделяют:
–ранюю инфекцию, которая развивается в течение трех месяцев после установки протеза;
–отсроченную инфекцию, которая развивается через 3–12 месяцев после имплантации;
–позднюю форму инфекции оперированного сустава, являющуюся результатом гематогенного распространения микроорганизмов.
Ранние и отсроченные парапротезные биопленочные инфекции чаще вызывают S. epidermidis, и развиваются они в результате интра- и послеоперационной контаминации или путем распространения микроорганизмов с поверхности кожи, подлежащих тканей, мышц.
Раняя форма инфекции протекает с лихорадкой, болью, гиперемией, отеком, гипертермией в области хирургического вмешательства и лейкоцитозом.Приотсутствииадекватнойтерапиипроцессможетперейти
вхронический.
Поздняя инфекция проявляется периодическими болями в суставе. Процесс может спровоцировать образование свищевого хода и отток гнойного отделяемого. Поздние формы инфекции обусловлены диссе-
минацией S. аureus, Streptococcus spp., Enterococcus spp.
Факторы риска возникновения и развития парапротезной инфекции:
–предшествующие операции на суставах (эндопротезирование, артропластика);
–инфекции в области хирургического вмешательства в анамнезе;
–инфекционный артрит в анамнезе;
–инфекционные болезни кожи, сахарный диабет, ревматоидный артрит.
7.5.Биопленочные инфекции в кардиологии
Вкардиологии и кардиохирургии проблема образования биопленок связана прежде всего с эндокардитом и катетер-ассоциированными инфекциями.
––235 ––
––– Инфектология –––
Эндокардит – биопленка на клапанах макроорганизма, образование биопленки на протезных клапанах или других имплантах.
Катетер-ассоциированные инфекции органов сердечно-сосудистой системы способствуют образованию биопленки. Наиболее часто им- плант-ассоциированные инфекции в кардиологии вызывают стафилококки, стрептококки, E. сoli, P. aeruginosa. Как правило, имплант-ас- социированные инфекции в кардиологии и кардиохирургии возникают экзогенно, то есть путем контаминации самого устройства во время операции при попадании возбудителя извне. При эндогенном инфицировании циркулирующие в крови микроорганизмы оседают на центральных клапанах сердца и окружающих тканях.
Возбудители инфекционного эндокардита при поступлении в кровяное русло обладают способностью адгезироваться на поверхностных участках с микротромбами. Клетки эндотелия продуцируют фибронектин, что является ответной реакцией при повреждении сосудов и сердечных клапанов.Бактерии попадают в тромбы на эндокарде и начинают размножаться. Метаболическая активность бактерий биопленки проявляется на поверхности тромба.
Биопленка насердечных клапанах способствует повреждению их тканей и вызывает эмболию сосудов. Внедрение протезного клапана хирургическим путем вызывает повреждение окружающих тканей на прилегающих участках сердца, что облегчат процесс колонизации этих поверхностей для микроорганизмов, циркулирующих в русле кровеносных сосудов. Возникновение и развитие инфекционного эндокардита связано с колонизацией микроорганизмами прежде всего манжетки протезных клапанов.
7.6. Биопленочные инфекции в реаниматологии
Больные, которым проводили искусственную вентиляцию легких, подвергаются особой опасности инфицирования. Введение эндотрахеальной интубационной трубки нарушает кашлевой рефлекс, защиту верхних дыхательных путей, угнетает мукоцилиарный клиренс, что приводит к развитию местного воспаления. Секрет, который скапливается выше манжетки трубки, может попадать в нижние дыхательные пути во время дыхания или глотания.
–– 236 ––
––– 7. Биопленочные инфекции –––
Проникновение микроорганизмов в легкие осуществляется следующим образом:
1.Аспирацией содержимого пищевода / желудка. Аспирируемые массы могут содержать микроорганизмы пищевода и желудка.
2.Аспирацией ротоглоточного секрета, колонизированного микроорганизмами.
3.Ингаляцией загрязненной воздушной смеси, инфицированного
внебулайзерах аэрозоля, через заражение аппаратами искусственной вентиляции легких.
4.Инфицированием из плевральной полости.
При контаминации микроорганизмами эндотрахеальная интубационная трубка покрывается с внутренней и внешней стороны биопленкой, которая может спускаться в легкие.
Инфицированный секрет также скапливается в области раздутой манжетки эндотрахеальной трубки и просачивается вдоль манжетки, поникая в нижние дыхательные пути.
Таккакмикроаспирацияротоглоточногосекретасчитаетсяосновным путем проникновения возбудителя в нижние отделы дыхательных путей, этиология пневмоний зависит от микробного пейзажа ротоглотки.
Экзогенные источники инфицирования (эндотрахеальные и трахеостомические трубки, респираторы, дыхательные контуры, катетеры для санации трахеобронхиального дерева, бронхоскопы) – микрофлора окружающей среды, других пациентов, медицинского персонала.
Эндогенные источники инфицирования играют ведущую роль в процессах инфицирования и образования биопленки. Источником инфицирования является микрофлора ротоглотки, придаточных пазух носа, носоглотки, желудочно-кишечного тракта, кожи и возбудителей из внутренних очагов инфекции.
Таким образом, опасность аспирации секрета ротоглотки увеличивается у пациентов, которым проводят искусственную вентиляцию легких, в силу наличия эндотрахеальной интубационной трубки и из-за миграции бактерий в области манжетки.
Установка эндотрахеальной трубки в трахее повреждает механизмы антимикробной защиты, усиливает адгезию бактерий к эпителию. Приколонизациитрахеобронхиальногодеревапроисходитобразование биопленкинаповерхностиаппаратаискусственнойвентиляциилегких.
–– 237 ––
–––Инфектология –––
7.7.Биопленочные инфекции в гинекологии
7.7.1.Биопленка при бактериальном вагинозе
Бактериальный вагиноз возникает в результате дисбаланса вагинальной микрофлоры за счет замещения нормальной микрофлоры влагалища анаэробными микроорганизмами.
Клинические проявления. Наиболее часто он проявляется следующими симптомами:
1.Обильные однородные кремообразные влагалищные выделения серовато-белого цвета, прилипающие к стенкам влагалища.
2.Неприятный «рыбный» запах выделений, возникающий в результате распада аминов, продуктов метаболизма анаэробных бактерий. Их можно обнаружить с помощью аминового теста.
3.Изменение рН отделяемого влагалища > 4,5.
4.Наличие ключевых клеток.
О дисбактериозе свидетельствует:
I. Отсутствие в посеве лактобактерий или снижение их количеств до уровня менее 103 КОЕ/мл в цервикальном канале и менее 105 КОЕ/мл во влагалище.
II.Увеличениеколичествакоринеформныхбактерийболее104КОЕ/мл, что особенно значимо на фоне резкого уменьшения числа лактобацилл.
III. Обнаружение условно-патогенных микроорганизмов, грибов рода Candida, стафилококков, стрептококков, псевдомонад, бактероидов, гарднерелл в количестве 103 КОЕ/мл в цервикальном канале и более 104 КОЕ/мл во влагалище.
Во влагалище бактерии чаще существуют не изолировано, а в форме организованного симбиоза – биопленки. У женщин с диагнозом «бактериальный вагиноз» биопленки выявляются в 90% случаев. В составе вагинальной биопленки чаще всего определяют Gardnerella vaginalis, Porphyromonas asaccharolytica, Megasphera spp., а также другие ваги-
ноз-ассоциированные бактерии.
Находясь в составе биопленки, бактерии с трудом поддаются действию антибиотиков. Устойчивость бактерий в составе биопленки
–– 238 ––
––– 7. Биопленочные инфекции –––
связана с формированием бактериями персистеров. Персистеры находятся в состоянии покоя и не чувствительны к антибиотическим препаратам.
7.8. Биопленочные инфекции при эндоскопии
Эндоскопирование проводят при диагностических и терапевтических вмешательствах. Эндоскопы вводят через естественные пути в полость органа. К ним относятся гастроскопы, дуоденоскопы, ретророманоскопы, колоноскопы, бронхоскопы, ларингоскопы. При эндоскопических вмешательствах инфицирование организма может происходить эндогенным и экзогенным путем.
Эндогенное инфицирование. При эндогенном инфицировании основная роль источника инфекции принадлежит собственной микрофлоре человека. На поверхности эндоскопического оборудования, колонизированного микроорганизмами, образуется биопленка, которая является источником инфицирования.
Некоторые примеры образования биопленок на эндоскопическом оборудовании:
1.При использовании гастроскопов возникают условия для перемещения микрофлоры ротоглотки в желудок и желчные пути. Микроорганизмы, находясь на поверхности гастроскопа, также могут быть источником биопленки на поверхности оборудования. При инвазивном использовании гастроскопа биопленка дает начало инфекционному процессу.
2.Бронхоскопывводятчерезносиротоглотку.Приэтомповерхность их контаминируется микроорганизмами верхних отделов дыхательных путей. Находясь на поверхности бронхоскопа в виде биопленки, они при инвазивных процедурах проникают в нижние отделы дыхательных путей – бронхи и легкие.
3.При использовании цистоскопов микроорганизмы на их поверхности с окружающей среды и с периутральной области больного перемещаются в мочевой пузырь.
––239 ––
–––Инфектология –––
7.9.Биопленочные инфекции в офтальмологии
Широко распространенное в настоящее время направление в офтальмологии – это использование контактных линз.
Как только человек надевает контактную линзу, ее поверхность покрывается биопленкой, поэтому линза изначально не воспринимается организмом как чужеродное тело. Поверхность линзы становится близкой по составу к тканям глаза. Почти сразу на поверхности линзы начинают скапливаться компоненты слезы (соли, белки, углеводы), а также частички пыли из окружающей среды.
Со временем меняется структура биопленки, она перестает выполнять защитные функции, становится чужеродной для собственного организма.
Одним из распространенных инфекционных поражений роговицы являетсяакантамебныйкератит,которыйсвязансношениемконтактных линз. Возбудителями акантамебного кератита являются А. castellani, A. polyphaga.
Первичное прикрепление акантамебы к роговице связано со способностью возбудителя вырабатывать специальный прикрепительный белок, который взаимодействует с клетками эпителия роговицы. Возникающие микротравмы роговицы при ношении контактных линз усиливают способность акантамебы прикрепляться к роговице и воздействоватьнакератоциты.Послеприкрепленияакантамебавырабатывает специальные ферменты протеазы, которые разрушают клетки эпителия стромы роговицы, способствуя дальнейшему проникновению возбудителя. Находясь внутри стромы роговицы акантамеба начинает размножаться.
Таким образом, пациенты, носящие контактные линзы, находятся в группе риска по заблеваемости акантамебным кератитом.