Биопленки! Стоит ли их нам бояться?

Статьи

Биопленка - это хорошо организованное, взаимодействующее сообщество микроорганизмов. Классическим примером биопленки может служить тонкое наслоение на скалах, находящихся посреди течения. В природе биопленки распространены повсеместно. Они формируются в условиях текучести. Иногда биопленки могут быть полезными, например, их применяют для обеззараживания отработанных и сточных вод⁵.

Что известно о биопленках¹:

Феномен социального поведения бактерий "чувство кворума" был впервые обнаружен около 25 лет назад

99% бактерий существуют в природных экосистемах в виде не свободно плавающих клеток, а специфически организованных, прикрепленных к субстрату биопленок

Сами бактерии составляют 5-35% массы биопленки, остальная часть - межклеточный матрикс

Матрикс чаще всего состоит из экзополисахарида (для P.aeruginosa - алгинат).

Функции биопленки:

связывает клетки, органические и неорганические субстраты

повышает адгезию бактерий к эпителию и любым поверхностям (живого и неживого происхождения)¹.

снижает эффективность антибактериальной терапии

помогает выживать бактериям в меняющейся внешней среде

Механизмы увеличения устойчивости бактерий к антибиотикам в биопленках:
1. Ограничение проникновения антибиотиков через биопленки.
2. Ограничение питания и измененная микросреда в биопленке приводят к уменьшению скорости деления бактерий, вследствие чего остается меньше мишеней для действия антибиотиков.
3. Адаптивные реакции.
4. Генная изменчивость у персистирующих в биопленке бактерий.

Жизненный цикл биопленки:
1. Прикрепление бактерии к поверхности
2-4. Рост колонии и продукция межклеточного матрикса, формирование биопленки
5. Выход свободных бактерий из колонии.

Представленные заболевания в хронической форме могут ассоциироваться с организмами, образующими биопленки^2,3.

Муковисцидоз

Эндокардит

Средний отит

Периодонтит

Простатит

Остеомиелит

Риносинусит (28,6% случаев от общего числа)⁷

Трофическая язва

Пролежни

Язвы диабетических стоп

Из 50 типов хронических ран, изученных микроскопически, 30 имели признаки формирования биопленки (60%)⁴.

Разнообразие инфекционно-воспалительных процессов, связанных с формированием биопленок:

&nbsp

1) Компьютерная томограмма при хроническом синусите.
2) Шунтовая инфекция центральной нервной системы (Гр "+" кокки - черная стрелка).
3) Кератит, ассоциированный с контактными линзами.
4) Хронический средний отит.
5) Инфекция кохлеарных имплантантов.
6) Ожоговые инфекции.
7) Инфекция сосудистого катетера.
8) Эндокардит протезированного клапана.
9) Инфекция кардиостимулятора.
10) Эндокардит, связанный с электродами (вегетации обведены красным).
11) Инфицированный билиарный стент.
12) Инфекция катетера перитонеального диализа.
13) Инфекция протезированного сустава.
14) Инфекция мочевого катетера.
15) Инфекция внутрисосудистого стента (стент в верхней полой вене указан белой стрелкой).
16) Пневмония у пациента с муковисцидозом. (Окраска по Грамму, показывающая Гр "-" бактерии, покрытые альгинатным матриксом).
17) ИВЛ ассоциированная пневмония.
18) Инфекция внутригрудного имплантанта.

Микроорганизмы, часто образующие биопленки в медицинской практике²

Микроорганизм	Медицинское оборудование
Staphylococci Coagulase-neg.	Искусственный бедренный протез Искусственный голосовой протез Центральный венозный катетер Внутримочеточниковые устройства Протезированный клапан сердца Мочевой катетер
Enterococcus spp.	Искусственный бедренный протез Центральный венозный катетер Внутримочеточниковые устройства Протезированный клапан сердца Мочевой катетер
Klebsiella pneumoniae	Центральный венозный катетер Мочевой катетер
Pseudomonas aeruginosa	Искусственный бедренный протез Центральный венозный катетер Мочевой катетер
Staphylococcus aureus	Искусственный бедренный протез Центральный венозный катетер Внутримочеточниковые устройства Протезированный клапан сердца

Важно учитывать при подозрении на формирование биопленки у пациента²:
1. отслоение биопленок в кровотоке или мочевыводящем тракте может приводить к формированию эмболов;
2. бактерии в биопленках могут обмениваться плазмидами резистентности (передача резистентности от вида к виду);
3. биопленки могут снижать чувствительность бактерий к антимикробным агентам от 100 до 1000 раз^3,6;
4. биопленки с Гр "-" бактериями могут продуцировать эндотоксин, что может приводить к инфекционно-токсическому шоку;
5. бактерии в биопленке не поддаются воздействию иммунной системы хозяина.

Тактики диагностики и лечения, используемые для борьбы с острыми инфекциями, не эффективны в эррадикации инфекций с биопленками на медицинских устройствах и при хронических инфекциях.³

Предположительно 65% нозокомиальных инфекций связано с формированием биопленок, стоящих системам здравоохранения миллиарды долларов.⁶

Медицинские приспособления, на поверхности которых могут образовываться биопленки:³

Катетеры	Имплантанты	Приспособления
Центральный венозный катетер	Кардиостимулятор	Билиарный стент
Гемодиализный катетер	Артериовенозный шунт	Механический клапан сердца
Катетер легочной артерии	Спинной имплантант	Конструкции МОС
Артериальный катетер	Грудной имплантант	Протез суставной
Мочевой катетер	Ортопедический протез	Сосудистый трансплантат
Катетер перитонеального диализа	Кохлеарный имплантант	Внутримочеточниковое устройство
Энтеральные зонды	Нейрохирургический стимулятор	Коронарный стент
Трубка для гастростомы	Имплантант срединного уха	Сосудистый шунт
Назогастральная трубка	Зубной имплантант	Внутричерепные устройства
Эндотрахеальная трубка	Голосовой протез	Внутриглазные линзы
Трахеостомная трубка	Имплантированный электрод дефиблирятора	Шовный материал
Пупочный катетер	&nbsp	Контактные линзы

Вы можете обвести, что используется в Вашей практике, и получите ответ: "Стоит ли Вам бояться биопленок?"

Что может помочь в борьбе с биопленкой?

КЛАЦИД - больше чем антибиотик!
КЛАЦИД в субтерапевтических концентрациях нарушает формирование биопленок P.aeruginosa и уменьшает объем внеклеточного матрикса: ^{9, 10}


КОНТРОЛЬ	КЛАЦИД

КЛАЦИД - больше чем антибиотик!
КЛАЦИД не только разрушает матрикс биопленок, образованных P.aeruginosa, но и снижает ее двигательную активность. В итоге это приводит к снижению вирулентности и существенному повышению эффективности специфических антисинегной-ных препаратов: ⁹

КЛАЦИД - больше чем антибиотик!
КЛАЦИД разрушает матрикс биопленки, облегчая доступ другим антибиотикам: ⁸

КОНТРОЛЬ	Ванкомицин 500 мг по 2 раза в течение 5 дней (МПК = 0,5 мг/л)

КЛАЦИД 200 мг 2 раза в течение 5 дней (МПК = 128 мг/л)	Ванкомицин + КЛАЦИД

Источники
1 - Интервью с директором НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи РАМН вице-президентом РАМН академиком РАМН Александром ГИНЦБУРГОМ. Медицинская газета, №62-18, август 2006 Социальное поведение бактерий
2 - Donlan, R.M. Biofilms: Microbial Life on Surfaces. Emerg Infect Dis. 8(9), 2002
3 - Ryder, M.A. Catheter-Related Infections: It's All About Biofilm. Topics in Advanced Practice Nursing eJournal. 2005;5(3).
4 - Garth A. J. et al. Biofilms in chronic wounds. Wound Rep Reg. (2008) 16 37-44.
5 - "Биопленка: новый взгляд на бляшку". nedug.ru 19/01/2009
6 - Olson, M. et al. Biofilm bacteria: formation and comparative susceptibility to antibiotics. Can J Vet Res. 2002 April; 66(2): 86-92.
7 - Prince, A.A. et al. Prevalence of biofilm-forming bacteria in chronic rhinosinusitis. Am J Rhinol. 2008 May-Jun;22(3):239-45.
8 - Masato Sano et al. Inhibitor action of claritromycin on glycocalyx produced by MRSA. J Infect Chemother (1999) 5:10-15
9 - Daniel J. Wozniak and Rebecca Keyser. Effect of subinfibitor concentrations of macrolide antibiotics on Pseudomonas aeruginosa. CHEST 2004; 125:62S-69S
10 - ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY, Sept. 1993, p. 1749-1755
11 - JL del Pozo et al, Translational medicine, volume 82, number 2, august 2007

1 марта 2009 г.

Биопленки! Стоит ли их нам бояться?

Комментарии