СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ТЕЧЕНИЯ ГНОЙНО-ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ СТАФИЛОКОККОВОЙ ЭТИОЛОГИИ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/569 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской микробиологии, и может быть использовано для прогнозирования течения гнойно-воспалительного заболевания, этиологическим агентом которого являются представители рода Staphylococcus.

Гнойно-воспалительные заболевания остаются одной из актуальных проблем современной гнойной хирургии. Наиболее значимым этиологическим фактором гнойно-воспалительных заболеваний являются стафилококки [1]. При бактериологическом исследовании гнойного отделяемого у больных установлена этиологическая структура возбудителей: Staphylococcus aureus - в 26,3%, Staphylococcus epidermidis - 56,7%, другие микроорганизмы в 17% [2].

Анализ состава выделенной микрофлоры при гнойно-воспалительных осложнениях в хирургии показал, что в структуре возбудителей доминирует стафилококк - Staphylococcus aureus в монокультуре высевается в 42,3%, Staphylococcus epidermidis - 5,8% [3].

Наиболее частой причиной таких гнойно-воспалительных заболеваний, как панариции, абсцессы разных областей тела, флегмоны, нагноившиеся гематомы, фурункулы, острые маститы, карбункулы, инфицированные раны, нагноившиеся лимфадениты, гидрадениты, постинфекционный инфильтрат и гангрена, являются стафилококки (59,7%). Staphylococcus aureus являлся причиной гнойно-воспалительного процесса у 78,6%, a Staphylococcus epidermidis - 21,4% больных [4].

Традиционный подход к решению проблемы прогнозирования характера течения заболеваний микробной этиологии связан с изучением комплекса факторов естественной противоинфекционной резистентности, снижение уровня которых рассматривается как одна из причин неблагоприятного течения инфекционного процесса [5].

В настоящее время для прогнозирования течения гнойно-воспалительных заболеваний в неинфекционной клинике изучают способность возбудителя к инактивации факторов естественной противоинфекционной резистентности [6].

Известен способ прогнозирования течения гнойно-воспалительных заболеваний микробной, в том числе и стафилококковой этиологии, основанный на изучении у возбудителей способности к инактивации одного из факторов естественной резистентности - лизоцима - антилизоцимной активности [7, 8].

Однако определение у возбудителя способности к инактивации только одного из факторов естественной резистентности не позволяет достаточно полно оценить способность патогена к длительному переживанию (персистенции) в организме больного, подвергающегося воздействию комплекса различных факторов естественной резистентности, суммарный антимикробный эффект которых может изменяться при различных вариантах взаимодействия последних [9].

Известен способ прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания, вызванного культурами Staphylococcus aureus или Escherichia coli, включающий определение у возбудителя антикомплементарной активности и прогнозирование течения гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем, по уровню выраженности данного признака [10].

Однако данный способ основан также на определении у возбудителя способности к инактивации только одного из факторов естественной резистентности, в данном способе - антикомплементарной активности, в связи с чем ошибка прогнозирования достаточно велика (до 15,6%), что cоставляет высокий процент штаммов в зоне диагностической неопределенности и вызывает необходимость использования в этом случае дополнительных дифференцирующих признаков.

Наиболее близким к заявляемому способу по назначению и совокупности существенных признаков является способ прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания, вызванного Staphylococcus aureus, включающий забор пробы патологического материала (возбудителя воспалительного процесса изолируют из гнойного отделяемого, полученного при вскрытии постинъекционного абсцесса), выделение чистой культуры, ее идентификацию и определение ее способности к инактивации факторов естественной противоинфекционной резистентности. Анализ наличия и выраженности способности возбудителя к инактивации отдельных факторов естественной противоинфекционной резистентности позволяет идентифицировать случаи постинъекционных абсцессов с вероятным прогнозом их неблагоприятного течения [11].

Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков:
1) позволяет прогнозировать течение постинъекционных абсцессов, вызванных только Staphylococcus aureus, что сужает область применения способа, так как за чертой диагностической неопределенности остаются абсцессы, инициируемые Staphylococcus epidermidis;
2) данный способ применим только для прогнозирования постинъекционных абсцессов и не может быть использован при других нозологических формах гнойно-воспалительных заболеваний;
3) способ больше подходит для научно-исследовательских целей, тогда как его применение в клинической практике затруднено из-за сложности математических расчетов.

Заявляемый способ решает задачу повышения эффективности прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии и расширения области применения.

Для решения указанной задачи в заявляемом способе прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии проводят забор пробы патологического материала, выделяют чистую культуру, ее идентифицируют и у выделенной чистой культуры возбудителя определяют антилизоцимную, "антиинтерфероновую" и антикомплементарную активности (АЛА, АИА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков для Staphylococcus aureus АЛА > 0, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥ 2 усл.ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА ≥ 4, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥ 2 усл.ед. прогнозируют неблагоприятное течение гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем.

Новым в заявляемом способе является то, что у выделенной чистой культуры возбудителя определяют антилизоцимную, "антиинтерфероновую" и антикомплементарную активности (АЛА, АИА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков для Staphylococcus aureus АЛА > 0, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥ 2 усл.ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА ≥ 4, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥2 усл.ед. прогнозируют неблагоприятное течение гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что заявляемый способ позволяет повысить эффективность прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии, а следовательно, и подобрать оптимальные схемы лечения, сокращающие сроки пребывания больного в стационаре.

Из научно-технических и патентных источников известно применение комплекса персистентных характеристик для определения свежего фекального загрязнения воды поверхностных водоемов [15] и биоиндикации загрязнения воздушной среды [16].

Авторами экспериментально установлена информативность совместного определения трех персистентных характеристик: антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активности, у Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis для прогнозирования течения гнойно-воспалительного заболевания.

Для этого изучено 400 штаммов стафилококков, выделенных из патологического материала от 85 больных с обычным (со сроками госпитализации до 10 дней) и 100 с неблагоприятным (продолжительностью выздоровления более 10 дней) течением гнойно-воспалительных заболеваний (постинъекционный абсцесс, флегмона, мастит, лимфаденит, парапроктит, гайморит).

Из исследуемого материала (гнойное отделяемое) выделяли чистую культуру возбудителя. Микроорганизмы индентифицировали до вида с использованием биохимических тестов фирмы "Lachema" (Чехия). У выделенных штаммов изучали наличие и выраженность факторов персистенции: антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностей. Антилизоцимную, "антиинтерфероновую" и антикомплементарную активности у микроорганизмов определяли по известным методикам [12, 13, 14].

В табл. 1 показано наличие персистентных характеристик у возбудителей, выделенных от больных с различным характером течения гнойно-воспалительного заболевания.

Как видно из табл. 1, для стафилококков, выделенных от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, характерно наличие возбудителя, обладающего тремя персистентными характеристиками (антилизоцимная, "антиинтерфероновая" и антикомплементарная активность) в 90,9-96,9% случаев, тогда как стафилококки, выделенные от больных с благоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, только в 2,2-5,3% случаев обладали совокупностью данных характеристик.

Наличие одной или двух персистентных характеристик было характерно для стафилококков, выделенных от больных с благоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания в 94,7-97,8%, тогда как при неблагоприятном течении только в 3,1-9,1% случаев.

Авторами экспериментально установлено, что штаммы стафилококков, обладающие тремя персистентными характеристиками (АЛА, АИА, АКА) в 25,6 разa чаще выделялись от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания. При этом наличие вышеуказанных персистентных характеристик, их сочетание, количественные показатели и средние значения имеют отличительные особенности у разных видов стафилококков, выделенных при различных течениях гнойно-воспалительных заболеваний.

В табл. 2 представлены показатели и средние значения персистентных характеристик выделенных возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний.

При изучении антилизоцимной активности у Staphylococcus aureus, выделенных от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, выявлено, что данная характеристика встречалась у 100% штаммов с показателем от 1 до 3 мкг/мл, тогда как штаммы, выделенные от больных с благоприятным течением заболевания, АЛА не обладали. АЛА у Staphylococcus epidermidis, выделенных от больных с неблагоприятным течением заболевания, регистрировалась в 100% случаев с наиболее частым показателем 4 - 5 мкг/мл, а у стафилококков, выделенных от больных с благоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, - 12,5% случаев с преобладанием значения 2 мкг/мл.

"Антиинтерфероновой" активностью обладали 95,9% штаммов Staphylococcus aureus и 98,6% Staphylococcus epidermidis, выделенных от больных с неблагоприятным течением заболевания, причем наиболее часто (49,7 и 60,5%) регистрировался показатель 2 усл. ед. АИА среди штаммов стафилококков, выделенных от больных с благоприятным течением заболевания, обнаруживалась в 31,4 и 41,8% случаев соответственно, с преобладанием значения 1 усл. ед (77,6 и 85,6%).

При определении антикомплементарной активности были получены следующие результаты: у штаммов Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis, выделенных от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, АКА обнаруживалась в 100 - 96,0% случаев, наиболее часто с показателем 3 усл.ед. (79,3 и 64,3% соответственно). У штаммов, выделенных от больных с благоприятным течением заболевания, антикомплементарная активность встречалась в 35,7% (Staphylococcus aureus) и 14,3% (Staphylococcus epidermidis) случаев со значением 1 усл. ед.

При изучении средних значений указанных признаков было установлено, что АЛА в группе штаммов Staphylococcus aureus, выделенных от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания (1-я группа), составила 1,1 мкг/мл, у больных с благоприятным течением (2-я группа) данная характеристика не регистрировалась, средняя величина АИА равнялась 3,06 и 1,22 усл. ед. соответственно. Антикомплементарная активность в первой группе штаммов в среднем составила 2,79 усл. ед., во второй группе - 0,36 усл. ед.

Среднее значение АЛА в группе штаммов Staphylococcus epidermidis, выделенных от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, составило 4,47 мкг/мл, от больных с благоприятным течением - 2,17 мкг/мл. Средняя величина "антиинтерфероновой" активности составила 2,78 и 1,14 усл. ед. соответственно. АКА в первой группе штаммов в среднем была 2,64 усл. ед., во второй группе 0,14 усл. ед.

Таким образом, проведенный анализ позволил выявить следующие закономерности, характеризующие стафилококки, выделенные от больных с неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания - наличие у штаммов Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis трех персистентных характеристик с уровнем выраженности для Staphylococcus aureus АЛА > 0, АИА ≥ 2 усл. ед. и АКА ≥ 2 усл. ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА ≥ 4, АИА ≥ 2 усл. ед. и АКА ≥ 2 усл.ед.

Обнаружение у исследуемого штамма-возбудителя гнойно-воспалительного заболевания совокупности антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностей с указанными выше количественными характеристиками позволяет получить правильный результат прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания, подобрать оптимальные схемы лечения и сократить сроки пребывания больного в стационаре. Предложенный способ прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии был испытан в хирургическом стационаре отделенческой клинической больницы станции Оренбург (Южно-Уральская железная дорога). Эффективность прогнозирования, проведенного в соответствии с заявляемым способом составила 95,0%.

Способ осуществляется следующим образом.

1. Исследуемый патологический материал (гной) забирают стерильным ватным тампоном и засевают на чашки с кровяным агаром.

2. Посевы инкубируют в термостате при температуре 37^oC в течение 24-48 ч.

3. Выросшие колонии пересевают на скошенный агар и изучают их морфологию при окраске мазков по Граму.

4. Чистую культуру идентифицируют до вида с использованием биохимических тестов фирмы "Lachema" (Чехия).

5. На следующем этапе работы у всех выделенных стафилококков определяют наличие и выраженность антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностей по известным методикам [12, 13, 14].

6. В случае обнаружения у возбудителя комплекса персистентных признаков антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностей (АЛА, АИА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков для Staphylococcus aureus АЛА > 0, АИА ≥ 2 усл. ед. и АКА ≥ 2 усл.ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА ≥ 4, АИА ≥ 2 усл. ед. и АКА ≥ 2 усл. ед. прогнозируют неблагоприятное течение гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. У больного Т. с диагнозом "парапроктит" исследуемый патологический материал (гной) забирали стерильным ватным тампоном и засевали на чашки с кровяным агаром. Посевы инкубировали в термостате при температуре 37^oC в течение 24-48 ч. Выросшие колонии пересевали на скошенный агар и изучали их морфологию при окраске мазков по Граму. По совокупности морфологических (кокки, расположенные гроздьями) и тинкториальных (положительные при окраске по Граму) свойств относили данный штамм к представителям рода Staphylococcus. Затем чистую культуру идентифицировали до вида с использованием биохимических тестов фирмы "Lachema" (Чехия) и определили как Staphylococcus aureus. На следующем этапе работы у выделенного стафилококка изучали наличие и выраженность антилизоцимной, "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностей.

На основании полученных результатов о наличии у возбудителя комплекса персистентных характеристик со значениями: антилизоцимной активности - 2 мкг/мл, "антиинтерфероновой" - 3 усл. ед. и антикомплементарной - 2 усл. ед. , был сделан прогноз о неблагоприятном течении постинъекционного абсцесса.

Дальнейшее течение парапроктита подтвердило правильность прогностического заключения, сделанного с использованием заявляемого способа. Течение парапроктита у больного Т. характеризовалось длительным сохранением гнойного отделяемого более 15 суток.

Пример 2. Бактериологическое обследование патологического материала (гной), взятого у больной В. с диагнозом "флегмона предплечья", осуществлялось согласно примеру 1. Установлено, что возбудителем является Staphylococcus aureus, обладающий "антиинтерфероновой" и антикомплементарной активностями со значениями - 1 усл. ед. На основании полученных результатов о наличии у возбудителя только двух персистентных характеристик был сделан прогноз о благоприятном течении гнойно-воспалительного процесса, т.е. менее 10 дней. Прогностический диагноз был подтвержден в ходе проведенного лечения.

Пример 3. У больной М. с диагнозом "гнойный нелактационный мастит" из исследуемого патологического материала согласно примеру 1 был выделен возбудитель Staphylococcus epidermidis. Ориентируясь на данные общего анализа крови: подсчет количества лимфоцитов и уровень альбуминов, был сделан прогноз о благоприятном течении гнойно-воспалительного заболевания, тогда как проведенное бактериологическое исследование по заявляемому способу показало наличие у возбудителя комплекса персистентных характеристик со значениями: антилизоцимной активности - 5 мкг/мл, "антиинтерфероновой" - 5 усл. ед. и антикомплементарной - 3 усл. ед. Дальнейшее неблагоприятное течение гнойно-воспалительного заболевания подтвердилo правильность прогнозирования с помощью предлагаемого способа.

Пример 4. Больному С. был поставлен диагноз "гайморит" и произведен забор гнойного отделяемого из околоносовых пазух. После проведенного бактериологического исследования, которое осуществлялось согласно примеру 1, установлено, что возбудителем гайморита являлся Staphylococcus epidermidis. На основании полученных результатов о наличии у возбудителя комплекса персистентных характеристик со значениями: антилизоцимной активности - 4 мкг/мл, "антиинтерфероновой" - 5 усл. ед. и антикомплементарной - 2 усл. ед. , был сделан прогноз о неблагоприятном течении гнойно-воспалительного процесса. Прогностический диагноз был подтвержден в ходе проведенного лечения.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии, основанного на анализе персистентных характеристик, возможно своевременное выявление больных с потенциально неблагоприятным течением гнойно-воспалительного заболевания, вызываемого Staphylococcus aureus или Staphylococcus epidermidis, подбор оптимальных схем лечебных мер и вследствиe этого сокращениe сроков их пребывания в стационаре.

Источники информации
1. Беляков В. Д. , Колесов А.П., Остроумов П.Б., Немченко В.И. Госпитальная инфекция. - Л.: Медицина, 1976. - 232 с.

2. Леонтьева А.Г., Самойлюк З.И., Журавлева А.В., Соколов Б.Н. Этиологическая структура гнойно-воспалительных заболеваний в гнойном отделении хирургического стационара. // Актуальные вопросы клинической микробиологии в неинфекционной клинике.: Тез. Докл. Всесоюз. Конф. - М., 1988. - С. 7-9.

3. Косинец А.Н., Сачек М.Г., Азаренок К.С., Данющенкова Н.М. Этиологическая структура гнойно-воспалительных осложнений в абдоминальной хирургии. // Актуальные вопросы клинической микробиологии в неинфекционной клинике.: Тез. Докл. Всесоюз. Конф. - М., 1988. - С. 12-13.

4. Дейнека С. Е. , Алексеенко А.В., Тарабанчук В.В. Микробиологическая характеристика возбудителей, выделенных от больных гнойно-воспалительными заболеваниями. // Актуальные вопросы клинической микробиологии в неинфекционной клинике.: Тез. Докл. Всесоюз. Конф. - М., 1988. - С. 19-20.

5. 3ак В. И., Исаичев Б.А., Абрамзон О.М., Тукманбетов Д.Г. // Факторы естественного иммунитета. - Куйбышев, 1983. - С. 48-52.

6. Бухарин О. В. , Усвяцов Б.Я. Бактерионосительство. - Екатеринбург, 1996. - С. 142-144.

7. Сафронов А.А., Желтова В.И. Значение антилизоцимной активности в диагностике осложнений открытых переломов. // Персистенция бактерий/Под ред. Бухарина О.В. - Куйбышев, 1990. - С. 58-61.

8. 3ак В. И., Швецов С.А. Роль антилизоцимной активности возбудителя в патологии холецестита. // Персистенция бактерий/Под редакцией Бухарина О.В. - Куйбышев, 1990. - С. 61-65.

9. Дегтева Г.К. Дарбеева О.С. Носова Т.В. и др. Коагулазоотрицательные стафилококки в гнойно-септической патологии и методы их идентификации // Лаб. дело. -1991.- N 2. - С. 56-62.

10. Патент РФ по заявке N 95102027, 20.01.97, кл. G 01 N 33/543.

11. Дерябин Д.Г., Курлаев П.П., Брудастов Ю.А. Роль персистентных характеристик в определении затяжного течения гнойно-воспалительного процесса. // Журн. микробиол. , эпидемиол. , иммунобиол. - 1996. - N 3. - С. 74-77. (Прототип)
12. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я. Антилизоцимный тест как маркер персистенции микроорганизмов. // Теоретическая и прикладная иммунология: Тез. докл. 1 Всесоюз. конф. - М., 1982. - С. 58-64.

13. Соколов В.Ю. Антиинтерфероновая активность микроорганизмов. // Персистенция бактерий /Под ред. О.В. Бухарина. - Куйбышев, 1990. - С. 83-93.

14. Брудастов Ю.А. Антикомплементарная активность бактерий. // Персистенция бактерий. /Под ред. О.В.Бухарина. - Куйбышев, 1990. - С. 100-107.

15.Патент РФ по заявке N 95101714, 24.01.96, кл. Q 1/04 G 01 N 33/18.

16.Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., Чернова О.Л., Матюшина С. Б. Резистентное стафилококковое бактерионосительство в популяции человека как показатель микроэкологического мониторинга среды его обитания. // Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. - 1996. - N 3. - С. 71-74.9

Способ может быть использован в медицине, а именно в медицинской микробиологии. Осуществляют забор пробы патологического материала, выделяют чистую культуру, идентифицируют ее. Определяют у выделенной чистой культуры возбудителя антилизоцимную, "антиинтерфероновую" и антикомплементарную активности (АЛА, АИА, АКА соответственно). Прогноз о неблагоприятном течении гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем, делают при уровне выраженности вышеуказанных признаков для Staphylococcus aureus АЛА>0, АИА≥2 усл.ед. и АКА ≥2 усл.ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА≥4 мкг/мл, АИА≥2 усл. ед. и АКА≥2 усл.ед. Способ обеспечивает своевременность и точность диагностики. 2 табл.

Способ прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания стафилококковой этиологии, включающий забор пробы патологического материала, выделение чистой культуры, ее идентификацию и определение ее способности к инактивации факторов естественной противоинфекционной резистентности, отличающийся тем, что у выделенной чистой культуры возбудителя определяют антилизоцимную, "антиинтерфероновую" и антикомплементарную активности (АЛА, АИА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков для Staphylococcus aureus АЛА > 0, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥ 2 усл.ед., а для Staphylococcus epidermidis АЛА ≥ 4 мкг/мл, АИА ≥ 2 усл.ед. и АКА ≥ 2 усл. ед. прогнозируют неблагоприятное течение гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем.