Известно, что верхние дыхательные пути человека заселены целым рядом микроорганизмов, находящихся в симбиотических отношениях. Верхние отделы дыхательных путей (ВДП) несут высокую микробную нагрузку, поскольку их слизистая оболочка первой противостоит действию разнообразных факторов окружающей среды, включая вторжение инородных живых существ [1, 2]. При этом именно микрофлора ВДП защищает организм от патогенных микроорганизмов, обеспечивая так называемый «колонизационный иммунитет», то есть резистентность слизистых оболочек к более агрессивному микробному заражению, и препятствует закреплению бактерий и других возбудителей на поверхности слизистых оболочек и кожи. Нормальная микрофлора ВДП играет заметную роль в поддержании иммунного гомеостаза респираторного тракта [3, 4].
Установлено, что большинство представителей нормальной микрофлоры может стать возбудителями различной эндогенной инфекции, причиной которых обычно является снижение общей резистентности макроорганизма вследствие переохлаждения, переутомления, предшествовавшей инфекции, радиоактивного облучения, загрязнения воздушного бассейна [5, 6]. В связи с этим представляется актуальным изучение носительства условно-патогенной микрофлоры верхних дыхательных путей и антибиотикорезистентности микрофлоры зева у подростков, проживающих в регионах с различным экологическим фоном.
Цель исследования – дать клинико-микробиологическую оценку микроэкологических нарушений в глотке у подростков, проживающих в городах с различной эколого-гигиенической характеристикой и определить антибиотикорезистентность обнаруженных микроорганизмов с целью профилактики заболеваний верхних дыхательных путей бактериальной этиологии.
Материалы и методы исследования
Работа основана на результатах комплексного обследования подростков, входящих в группы риска по заболеваниям респираторного тракта, двух регионов с различной эколого-гигиенической характеристикой. Основная группа – 135 подростков г. Шымкента и контрольная группа – 80 подростков г. Астаны. Базы данных о социальных и биологических факторах, способствующих формированию отклонений в состоянии здоровья подростков, осуществлялись по результатам социологического исследования, проведенного методом анкетирования родителей с использованием анкеты «Изучение социально-гигиенических условий проживания и обучения подростков», разработанной Национальным научным медицинским центром МЗ РК, в которую включены вопросы, детализирующие социально-экономическое положение семьи, организацию жизни подростка в домашних условиях, а также по данным медицинской документации лечебно-профилактических и образовательных учреждений. В таблице 1 представлен объем проведенных исследований.
Таблица 1
Материалы, методы и объем исследований
|
Направления исследований |
Источники информации и методы исследования |
Кколичество единиц наблюдения |
|
Эколого- гигиеническое |
Анализ годовых отчетов Управления санитарно-гигиенической экспертизы г. Шымкент, г. Астана, ГУ Санитарно-эпидемиологического надзора г. Шымкент и г. Астана |
За период с 2012 по 2018 г. |
|
Клинико- статистическое |
Анализ отчётной и учётной медицинской документации (ф.ф.12, 112/у, 097/у, 026/у, 027/у, 039/у) лечебно-профилактических и образовательных учреждений |
За период с 2012 по 2018 г. |
|
Социально- гигиеническое |
Социологическое исследование «Изучение социально-гигиенических условий проживания и обучения подростков» |
315 |
|
Бактериологическое |
Мазки из зева |
415 |
|
Выделено штаммов |
746 |
|
|
В том числе изучено на патогенность |
341 |
|
|
В том числе изучено на чувствительность к антибиотикам |
746 |
|
|
Статистическое |
Вариационная статистика; корреляционный, дисперсионный анализы |
Микробиологическому исследованию подвергали мазки из зева подростков, входящих в группы риска по заболеваниям респираторного тракта. Идентификацию выделенных чистых культур бактерий и определение их антибиотикограмм проводили на микробиологических компьютерных анализаторах. Также определение родовой и видовой принадлежности условно-патогенных бактерий проводили в соответствии с нормативными и методическими рекомендациями.
Определение чувствительности выделенных чистых культур к антибиотикам проводилось на микробиологических компьютерных анализаторах. Также определение антибиотикограмм микроорганизмов проводилось методом бумажных дисков.
Количественный учет микроорганизмов в исследуемом материале проводили методом секторных посевов по Гоулду.
Гемолитическую активность определяли на 5 % кровяном агаре по общепринятой методике. Наличие лецитиназы устанавливали по общепринятой методике на желточном агаре по образованию характерных зон помутнения среды вокруг колоний и радужного венчика на ее поверхности. Фибринолитическую активность определяли на агаре с добавлением 12 % цитратной плазмы по зоне просветления свернутой плазмы вокруг выросших колоний. Адгезивные свойства культур определяли в реакции гемагглютинации с эритроцитами морской свинки.
Полученные результаты подвергали статистической обработке. Определяли средние величины, квадратичное отклонение средней G, ошибку средней, коэффициент t по Стьюденту, уровень доверительного интервала Р. Результаты считали достоверными, если вероятность нуль-гипотезы не превышала 0,05 (р < 0,05). Для расчетов и оформления статистического материала использовали персональный компьютер типа Pentium, пакет прикладных программ и рекомендации [7, 8].
Результаты исследования и их обсуждение
Сравнительный анализ условно-патогенной микрофлоры, выделенной из зева подростков в Шымкенте и в Астане, показал наличие достоверных различий в структуре микробного спектра доминирующих представителей в верхних дыхательных путях подростков.
Результаты сравнительного анализа микробного спектра основных микроорганизмов, выделенных из зева подростков в Шымкенте и Астане, представлены в табл. 2.
Таблица 2
Сравнительный анализ микрофлоры зева подростков, проживающих в различных эколого-гигиенических условиях
|
Астана |
Шымкент |
Р |
|||
|
Абс. |
М±m % |
Абс. |
М±m % |
||
|
Staphylococcus aureus |
2 |
1,1±0,7 |
16 |
4,2±1,0 |
р < 0,05 |
|
Staphylococcus haemolyticus |
2 |
1,1±0,7 |
4 |
1,0±0,5 |
р > 0,05 |
|
Staphylococcus epidermidis |
3 |
1,7±0,6 |
5 |
1,3±0,5 |
р > 0,05 |
|
Streptococcus pneumoniae |
67 |
38,9±3,7 |
84 |
22,4±2,1 |
р < 0,01 |
|
Streptococcus viridans |
22 |
12,7±2,5 |
64 |
17,1±1,9 |
р < 0,05 |
|
Streptococcus pyogenes |
10 |
5,8±1,7 |
23 |
6,1±1,2 |
р > 0,05 |
|
Streptococcus nhaemolyticus |
5 |
2,9±1,2 |
10 |
2,6±0,8 |
р > 0,05 |
|
Moraxella catarrhalis |
37 |
21,5±3,1 |
92 |
24,5±2,2 |
р > 0,05 |
|
Enterococcus faecium |
4 |
2,3±1,1 |
17 |
4,5±1,0 |
р < 0,05 |
|
Enterococus faecalis |
7 |
4,0±1,4 |
10 |
2,6±0,8 |
р > 0,05 |
|
Enterococcus durans |
2 |
1,1±0,7 |
10 |
2,6±0,8 |
р > 0,05 |
|
Exiguobacterium acetylicum |
– |
– |
2 |
0,5±0,3 |
р > 0,05 |
|
Escherichia coli |
3 |
1,7±0,7 |
6 |
1,6±0,6 |
р > 0,05 |
|
Klebsiella pneumoniae |
– |
– |
4 |
1,0±0,5 |
р > 0,05 |
|
Enterobacter aerogenes |
– |
– |
6 |
1,6±0,6 |
р < 0,05 |
|
Pantoeae agglomerans |
– |
– |
1 |
0,2±0,2 |
р > 0,05 |
|
Proteus cepaciae |
– |
– |
1 |
0,2±0,2 |
р > 0,05 |
|
Pseudomonos aeruginosa |
– |
– |
5 |
1,3±0,5 |
р < 0,05 |
|
Candida albicans |
4 |
2,3±1,1 |
5 |
1,3±0,5 |
р < 0,05 |
|
Corynebacterium sp. |
– |
– |
3 |
0,8±0,4 |
р > 0,05 |
|
Haemophilus spp. |
1 |
0,5±0,5 |
4 |
1,0±0,5 |
р > 0,05 |
|
Acinetobacter spp. |
1 |
0,5±0,5 |
2 |
0,5±0,3 |
р > 0,05 |
Примечание. Р – достоверность различий между сравниваемыми группами.
Как видно из таблицы, наблюдается статистически достоверное различие в частоте выделения основных бактерий, выделенных из верхних дыхательных путей в г. Шымкенте и в г. Астане (от Р < 0,05 до Р < 0,01).
Лидирующие позиции в этиологической структуре зева подростков в г. Шымкенте занимали следующие микроорганизмы: Moraxella catarrhalis – 24,5±2,2 %, Streptococcus pneumoniae – 22,4±2,1 %, Streptococcus viridans – 17,1±1,9 %, Streptococcus pyogenes – 6,1±1,2 %, Staphylococcus aureus – 4,2±1,0 %.
В то же время основные позиции в микробном спектре студенческой молодежи в городе Астане занимали бактерии: Streptococcus pneumoniae – 38,9±3,7 %, Moraxella catarrhalis –21,5±3,1 %, Streptococcus viridans – 12,7±2,5 %.
У подростков г. Астаны бактерии вида Streptococcus pneumonia лидировали с большим отрывом от остальных микроорганизмов биотопа зева, составляя 38,9±3,7 % от общего количества условно-патогенных микроорганизмов, выделенных из данного биотопа.
Следующую позицию в микробном спектре условно-патогенной флоры зева студенческой молодежи г. Астаны занимали бактерии вида Moraxella catarrhalis – 21,5±3,1 %, уступая в 1,8 раз пневмококкам в процентном количестве.
В г. Астане в мазках из зева подростков бактерии вида Streptococcus pneumonia выделялись в 1,7 раз достоверно чаще, чем у их сверстников, проживающих в южном регионе (р < 0,01).
Лидирующую позицию в этиологической структуре зева подростков в г. Шымкенте занимали микроорганизмы вида Moraxella catarrhalis – 24,5±2,2 %. На втором месте по частоте выделения из зева подростков в г. Шымкенте находился Streptococcus pneumoniae –22,4±2,1 %. А у студенческой молодежи г. Астаны вторую позицию в спектре микрофлоры, выделяемой из данного биотопа, занимали Moraxella catarrhalis – 21,5±3,1 %.
Условно-патогенные бактерии вида Streptococcus viridans занимали третью позицию из общего количества микроорганизмов, выделенных из верхних дыхательных путей подростков г. Шымкента, составляя 17,1±1,9 %, в то же время количество данных бактерий в биотопе зева подростков г. Астаны было в 1,4 раза меньше.
Стрептококки вида Streptococcus pyogenes в мазках из зева подростков г. Шымкента выделялись в 6,1±1,2 % случаях, что было в 2,9 раза больше, чем у подростков сравниваемой группы в г. Астане (р < 0,05).
Патогенный Staphylococcus aureus составил 4,2±1,0 % от общего количества микроорганизмов, выделенных из верхних дыхательных путей подростков г. Шымкента, в то время как из аналогичного биотопа подростков г. Астаны бактерии данного вида были изолированы только у 1,1±0,7 %, что было достоверно ниже в 3,8 раз (р < 0,05).
Грибы вида Candida albicans в мазках из зева подростков г. Шымкента выделялись в 2,3±1,1 % случаях, что было в 1,8 раза больше, чем у подростков сравниваемой группы в г. Астане.
Таким образом, результаты сравнительного анализа основных условно-патогенных бактерий микробного пейзажа зева двух сравниваемых групп подростков показали достоверно значимое различие в этиологической структуре микрофлоры биотопа зева в разных регионах.
Ведущими условно-патогенными микроорганизмами, обсеменяющими верхние дыхательные пути подростков обоих регионов, являются Moraxella catarrhalis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus viridans, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus.
Однако основными представителями микрофлоры данного биотопа у подростков г. Шымкента были следующие бактерии: Moraxella catarrhalis – 24,5±2,2 %, Streptococcus pneumoniae – 22,4±2,1 %, Streptococcus viridans – 17,1±1,9 %, Streptococcus pyogenes – 6,1±1,2 %, Staphylococcus aureus – 4,2±1,0 %. Изучение микробного спектра мазков из зева подростков г. Астаны позволило заключить, что основными представителями условно-патогенной микрофлоры данного биотопа были следующие бактерии: Streptococcus pneumoniae – 38,9±3,7 %, Moraxella catarrhalis – 21,5±3,1 %, Streptococcus viridans – 12,7±2,5 %, Enterococus faecalis – 4,0±1,4 %, Enterococcus faecium – 2,3±1,1 %, Candida albicans – 2,3±1,1 %.
У подростков г. Шымкента чаще встречается дисбактериоз верхних дыхательных путей, так как наблюдается выделение в этиологически значимых концентрациях условно-патогенных энтеробактерий и энтерококков. В связи с этим необходим постоянный мониторинг спектра микрофлоры верхних дыхательных путей подростков с целью выявления групп риска среди подростков.
Нами предложена научная концепция формирования устойчивого дисбактериоза зева у подростков, как следствие срыва иммунологической устойчивости по отношению к условно-патогенным микроорганизмам в результате экологической нагрузки, что позволяет обосновать меры профилактики острых заболеваний верхних дыхательных путей бактериального происхождения.
Рис. 1. Сравнительный анализ антибиотикочувствительности пневмококков, выделенных от подростков разных регионов в 2007 г. Примечание: *p < 0,05 – достоверность по отношению к контрольной группе
Рис. 2. Сравнительный анализ антибиотикочувствительности пневмококков, выделенных от подростков разных регионов в 2008 г. Примечание: *p < 0,05 – достоверность по отношению к контрольной группе
Нами проведено изучение антибиотикограмм основных представителей микрофлоры зева подростков в динамике. Прежде всего, представлял интерес анализ показателей чувствительности доминирующих представителей микробиоценоза зева к антибактериальным препаратам между сравниваемыми группами.
Установлено, что уровни чувствительности к сравниваемым антибиотикам штаммов Streptococcus pneumonia, выделенных из зева подростков, в г. Шымкенте были значительно ниже, чем у штаммов этого же вида, но выделенных из зева подростков г. Астаны. Результаты сравнения наглядно представлены на рисунках 1 и 2.
Например, к бета-лактамным антибиотикам бензилпенициллину и цефотаксиму уровень чувствительности штаммов Streptococcus pneumonia, выделенных из зева подростков в г. Шымкенте соответственно составлял 37,5±8,6 % и 60,5±7,9 %. В то время как аналогичные показатели к этим антибактериальным препаратам культур Streptococcus pneumonia, выделенных из зева подростков в г. Астане, были значительно выше и составляли 59,0±7,9 % и 85,7±5,9 % (рис. 1).
Тот же факт можно отметить и в отношении левофлоксацина – 100 % уровень чувствительности изолятов из г. Астаны и, соответственно, 81,6±6,3 % чувствительных культур пневмококков, выделенных из Шымкента.
Аналогичная ситуация прослеживается и в отношении уровней чувствительности Streptococcus pneumonia, выделенных в разных регионах, в макролидным антибиотикам. К азитромицину чувствительно 41,7±8,2 % изученных штаммов пневмококков, выделенных из зева подростков г. Астана, а уровень чувствительности аналогичных культур, выделенных у подростков г. Шымкента, составил 23,1±6,7 % (рис. 1).
Таким образом, проведенный нами сравнительный анализ антибиотикограмм показал, что показатели чувствительности пневмококков, выделенных от подростков основной группы, характеризуются более низкими показателями чувствительности к сравниваемым антибиотикам по сравнению с изолятами аналогичного вида, но выделенными от подростков сравниваемой группы.
Выводы
1. Сравнительный анализ структуры основных условно-патогенных микроорганизмов верхних дыхательных путей, выделенных из зева подростков в г. Шымкенте и в г. Астане, позволил выявить статистически достоверные различия их высеваемости (от Р < 0,05 до Р < 0,01). Лидирующие позиции в этиологической структуре микрофлоры данного биотопа у подростков г. Шымкента занимали следующие бактерии: Moraxella catarrhalis – 24,5 %, Streptococcus pneumonia – 22,4 %, Streptococcus viridans – 17,1 %, Streptococcus pyogenes – 6,1± %, Staphylococcus aureus – 4,2 %. Основными представителями условно-патогенной микрофлоры зева подростков г. Астаны были микроорганизмы: Streptococcus pneumonia – 38,9 %, Moraxella catarrhalis – 21,5 %, Streptococcus viridans – 12,7 %, Enterococus faecalis – 4,0 %, Enterococcus faecium – 2,3 %, Candida albicans – 2,3 %.
2. Проведенный сравнительный анализ антибиотикограмм показал, что показатели чувствительности пневмококков, выделенных от подростков основной группы, характеризуются более низкими показателями чувствительности к сравниваемым антибиотикам по сравнению с изолятами аналогичного вида, но выделенными от подростков сравниваемой группы (Р < 0,05).
3. Выявленные достоверные особенности микробного спектра, антибиотикограмм и патогенного потенциала основных условно-патогенных микроорганизмов верхних дыхательных путей подростков в разных регионах должны учитываться при разработке методов общей и специфической профилактики.