СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ТЕЧЕНИЯ ОСТРОГО ОГРАНИЧЕННОГО ГНОЙНО-ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ ЛЕГКИХ И ПЛЕВРЫ МИКРОБНОЙ ЭТИОЛОГИИ Российский патент 2004 года по МПК G01N33/569 G01N33/68 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской микробиологии, и может быть использовано для прогнозирования течения острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры, этиологическим агентом которых являются неклостридиальные анаэробы, в частности бактероиды и пептострептококки, а также грамотрицательные (псевдомонады) и грамположительные аэробные микроорганизмы (стафилококки).

К острым ограниченным гнойно-воспалительным заболеваниям легких и плевры относятся: абсцесс легкого, эмпиема плевры, пиопневмоторакс, которые занимают одно из ведущих мест в спектре легочной патологии [1, 2]. Эти заболевания требуют обязательной хирургической коррекции с проведением адекватной местной терапии. Нередко острый процесс переходит в хронический, отмечается значительный процент тяжелых форм заболевания, сохраняется высокая летальность [3, 4]. Спектр возбудителей острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры характеризуется большим разнообразием: помимо традиционно известных возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний - стафилококков, все большее этиологическое значение приобретают грамотрицательная аэробная микрофлора - энтеробактерии и псевдомонады, а также анаэробные микроорганизмы (бактероиды, фузобактерии, пептострептококки), которые вызывают более тяжелое течение заболеваний и высокий процент летальных исходов [5, 6, 7, 8].

Известен способ оценки тяжести течения гнойно-септических заболеваний легких и плевры по показателю деформируемости эритроцитов. Отмечено, что их максимально выраженная регидность наступает на высоте воспаления [9].

Традиционный подход к решению проблемы прогнозирования характера течения острых пневмоний и инфекционных деструкции легких связан с изучением комплекса следующих параметров: фагоцитарная активность нейтрофилов, концентрация Ig A, Ig M, фагоцитоз моноцитов, изменения уровня которых рассматриваются как одна из причин неблагоприятного течения инфекционного процесса [10].

Известен количественный метод исследования аэробной и факультативно-анаэробной микрофлоры для верификации основного возбудителя инфекционного процесса и уточнения этиологии острых деструкций легких и пиопневмоторакса. Однако несмотря на высокую информативность этого способа изучения исследуемого материала, у 16% больных этиологию острых деструкций легких и плевры установить не удается [11].

Наиболее близким к заявляемому способу по назначению и совокупности существенных признаков является способ прогнозирования тяжести течения острого ограниченного пиопневмоторакса по видовому составу инициирующей микрофлоры, включающий забор пробы патологического материала (возбудителя воспалительного процесса изолируют из гнойного отделяемого, полученного при пунктировании гнойника), выделение чистых культур и их идентификацию. Анализ видового состава выделенных чистых культур позволяет в случае выделения Staphylococcus aureus прогнозировать легкое и среднетяжелое течение заболевания, в случае выделения грамотрицательной микрофлоры (энтеробактерий и псевдомонад), - тяжелое и крайне тяжелое течение гнойно-воспалительного заболевания легких [11].

К недостаткам вышеуказанного способа прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких микробной этиологии следует отнести его малую информативность из-за частого выделения чистых культур непатогенных микроорганизмов и различных ассоциаций патогенных, условно-патогенных и непатогенных бактерий в мокроте и бронхиальных смывах; трудности определения этиологии острых инфекционных деструкций легких и пиопневмоторакса на основании результатов только видового состава аэробной микрофлоры; большое число “стерильных” посевов, связанных с анаэробной этиологией процесса, которую не удается обнаружить с помощью данного метода, поскольку строгие неспорообразующие анаэробы вызывают 19-76% всех неспецифических эмпием плевры.

Заявляемый способ решает задачу повышения эффективности прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии.

Для решения указанной задачи в заявляемом способе прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии проводят забор патологического материала, выделяют чистые культуры возбудителей, их идентифицируют, определяют у них антилизоцимную и антикомплементарную активности (АЛА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков хотя бы у одного из возбудителей для псевдомонад и стафилококков АКА больше или равном 1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов и пептострептококков АКА больше или равном 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА больше или равном 1,3 мкг/мл·ед ОП, прогнозируют неблагоприятное течение острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры.

Новым в заявляемом способе является то, что у выделенных чистых культур возбудителей определяют антилизоцимную и и антикомплементарную активности (АЛА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков хотя бы у одного из возбудителей для псевдомонад и стафилококков АКА больше или равном 1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов и пептострептококков АКА больше или равном 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА больше или равном 1,3 мкг/мл·ед ОП, прогнозируют неблагоприятное течение острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что заявляемый способ позволяет повысить эффективность прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии за счет возможности прогнозирования тяжести течения заболевания на ранних этапах болезни, а следовательно, подобрать оптимальные схемы лечения, сокращающие сроки пребывания больного в стационаре.

В настоящее время известно, что микроорганизмы, инактивирующие факторы естественной противоинфекционной резистентности организма человека (лизоцим, интерферон, комплемент), способны к внутриклеточному паразитированию, что утяжеляет течение болезни, затягивает время лечения. В связи с этим для прогнозирования течения гнойно-воспалительных заболеваний в неинфекционной клинике изучают способность возбудителя к инактивации факторов естественной противоинфекционной резистентности [12, 13].

Из научно-технических и патентных источников известно применение персистентных характеристик - антилизоцимной, “антиинтерфероновой” и антикомплементарной активности у Staphylococcus aureus и Staphylococcus epi-dermidis для прогнозирования течения гнойно-воспалительного заболевания [14], а также антилизоцимной активности и способности к инактивации бактерицидной активности сыворотки крови выделенных штаммов для прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания микробной этиологии [15]. Известные способы применимы для прогнозирования неблагоприятного течения гнойных воспалений мягких тканей, вызванных условно-патогенными аэробными микроорганизмами.

Заявляемый способ предполагает прогнозирование неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры, в этиологии которых принимает участие большая группа микроорганизмов, относящихся к строгим неспорообразующим анаэробным бактериям.

Проведенные авторами теоретические и экспериментальные исследования позволили установить наиболее часто выделяемых возбудителей острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры микробной этиологии. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, наиболее часто возбудителями острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры микробной этиологии являются из аэробной микрофлоры - стафилококки (35,7%) и псевдомонады (28,6%), а из анаэробной микрофлоры - бактероиды (40,4%) и пептострептококки (22,0%).

Авторами экспериментальным путем установлена корреляционная зависимость между наиболее значимыми биологическими свойствами выделенных возбудителей и характером течения заболевания. Для этого в клинике было обследовано 36 пациентов с острым абсцессом легкого, эмпиемой плевры и пиопневмотораксом в возрасте от 23 до 72 лет. У 21 больного отмечено обычное течение заболевания, у 15 заболевание протекало неблагоприятно (формирование множественных полостей в легком, неэффективное консервативное лечение, оперативное вмешательство, нередко заканчивающееся летальным исходом). У всех больных выполнялась трансторакальная пункция, эвакуация содержимого до начала местного лечения, его бактериологическое исследование: идентификация выделенных чистых культур возбудителей и изучение биологических свойств, в том числе персистентных характеристик, у наиболее часто выделяемых микроорганизмов по известным методикам [16, 17, 18, 19, 20]. Результаты представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, высокоинформативными оказались такие персистентные характеристики возбудителей, как их антилизоцимная и антикомплементарная активности.

Авторами установлена информативность совместного определения антилизоцимной и антикомплементарной активностей возбудителей для прогнозирования течения острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры микробной этиологии.

В таблице 3 показано наличие антилизоцимной и антикомплементарной активностей у возбудителей, выделенных от больных с различным характером течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии.

Как видно из таблицы 3, возбудители, выделенные от больных с неблагоприятным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры, в 91,5-94,3% случаев обладают двумя персистентными характеристиками АЛА и АКА, тогда как возбудители, выделенные от больных с благоприятным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры, только в 2,5-4,2% случаев обладали совокупностью данных персистентных характеристик. А вот наличие одной персистентной характеристики наблюдалось у возбудителей, выделенных от больных с благоприятным течением болезни в 95,8-97,5%, тогда как при неблагоприятном - в 5,1-8,5% случаев.

Таким образом, штаммы стафилококков, обладающие двумя персистентными характеристиками (АЛА, АКА), в 25,6 раз чаще выделялись от больных с неблагоприятным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания микробной этиологии. При этом наличие вышеуказанных персистентных характеристик, их количественные показатели и средние значения имеют отличительные особенности у микроорганизмов, выделенных при различном течении острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания микробной этиологии.

В таблице 4 представлен уровень выраженности АЛА и АКА возбудителей, выделенных от больных с различным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры.

Уровень выраженности АЛА у аэробных и анаэробных микроорганизмов, выделенных при неблагоприятном течении острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания наиболее часто составлял 1,3 мкг/мл·ед ОП и выше (в 83,7 и 80% случаев соответственно), тогда как у штаммов, выделенных при благоприятном течении заболевания, АЛА колебалась от 0 до 1,2 мкг/мл·ед ОП.

У штаммов аэробных микроорганизмов, выделенных от больных с неблагоприятным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания, АКА обнаруживалась наиболее часто с показателем 1,6·10⁶ анти-ЛЕК-2,0·10⁶ анти-ЛЕК и более. У штаммов, выделенных от больных с благоприятным течением заболевания, антикомплементарная активность встречалась гораздо реже (в 38,5% случаев) со значениями в диапазоне от 0,6·10⁶ - 1,0·10⁶ до 1,6·10⁶ - 2,0·10⁶ анти-ЛЕК.

АКА анаэробных микроорганизмов, выделенных при неблагоприятном течении острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания, составила 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и более, тогда как при благоприятном в основном (95,5% случаев) - от 0 до 4,8·10⁶ анти-ЛЕК.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить то, что возбудители выделенные от больных с неблагоприятным течением острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания микробной этиологии, обладают двумя персистентными характеристиками с уровнем выраженности этих признаков для псевдомонад и стафилококков АКА больше или равном 1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов и пептострептококков АКА больше или равном 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА больше или равном 1,3 мкг/мл·ед ОП.

Обнаружение у исследуемого штамма-возбудителя острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания совокупности антилизоцимной и антикомплементарной активностей с указанными выше уровнями выраженности позволяет получить правильный результат прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии, подобрать оптимальные схемы лечения и сократить сроки пребывания больного в стационаре.

Способ осуществляется следующим образом.

1. При диагностировании абсцесса легкого, эмпиемы плевры или пиопневмоторакса проводят под местной анестезией трансторакальную пункцию, максимально отсасывают содержимое. Часть гнойного содержимого, полученного при пунктировании, засевают на чашки с кровяным агаром, а часть помещают в специальные контейнеры (vacutainer) для доставки в лабораторию с последующим посевом на Schaedler-агар (выделение анаэробных микроорганизмов).

2. Посевы инкубируют в термостате при 37°С в течение 24-48 часов, анаэробным микроорганизмам создают дополнительные условия с помощью газогенераторных пакетов "Gas Pak Anaerobic System" (BDMS, США) в анаэробной камере "Gas Pak" (BDMS, США).

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 микроорганизмов определяют наличие и выраженность антилизоцимной и антикомплементарной активности по известным методикам [17, 18].

В случае обнаружения у выделенных микроорганизмов антилизоцимной и антикомплементарной активности (АЛА, АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков хотя бы у одного из возбудителей для псевдомонад и стафилококков АКА≥1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов, пепто-кокков и пептострептококков, АКА≥4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА≥1,3 мкг/мл·ед ОП прогнозируют неблагоприятное течение острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания, вызванного выделенным возбудителем.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. У больного Т. с диагнозом “тотальный пиопневмоторакс слева” исследуемый патологический материал (гной) забирали стерильным ватным тампоном и засевали на чашки с кровяным агаром. Посевы инкубировали в термостате при 37°С в течение 24-48 часов. 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 анти-лизоцимной и антикомплементарной активности.

На основании полученных результатов о наличии у возбудителя комплекса персистентных характеристик со значениями: антилизоцимной активности 1,6 мкг/мл·ед ОП и антикомплементарной 3,0·10⁶ анти-ЛЕК был сделан прогноз о неблагоприятном течении пиопневмоторакса.

Дальнейшее течение заболевания подтвердило правильность прогностического заключения, сделанного с использованием заявляемого способа: состояние больного тяжелое, легкое расправить не удалось, была выполнена операция - торакотомия, декортикация, расправление легкого. Сроки лечения заболевания составили 38 суток.

Пример 2. Бактериологическое обследование патологического материала (гной) взятого у больной В. с диагнозом “острый абсцесс нижней доли правого легкого”, осуществлялось согласно примеру 1. Установлено, что возбудителем является Peptococcus niger, обладающий антилизоцимной и антикомплементарной активностями со значениями 1,0 мкг/мл·ед ОП и 4,0·10⁶ анти-ЛЕК соответственно. На основании полученных результатов о низких значениях персистентных характеристик был сделан прогноз о благоприятном течении абсцесса. Прогностический диагноз был подтвержден в ходе проведенного общего и местного лечения. Срок лечения составил 24 дня.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить эффективность прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии, а следовательно, подобрать оптимальные схемы лечения, сокращающие сроки пребывания больного в стационаре.

Предложенный способ прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной 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%.

Источники информации

1. Цеймах Е.А. Лечение острых эмпием плевры и пиопневмоторакса Лечение острых эмпием плевры и пиопневмоторакса. // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. - 1999. - №1. - С.51-54.

2. De Souza A., Offner P.J., Moore E.E. et al. Optimal management of complicated empyema. //Am. J. Surg. - 2000. - №180 (6). - С.507-511.

3. Булынин В.И., Кошелев П.И., Барсуков В.А. Лечение острых абсцесссов легких с применением гипербарической оксигенации. // Грудная и сердечнососудистая хирургия. - 1990. - №5. - С.37-41.

4. Jemg J.S., Hsueh P.R., Teng L.J. et al. Empyema thoracic and lung abscess caused by viridans streptococci. // Am. J. Respir Crit. Care Med. - 1997. - 156 (5). - C.1508-1514.

5. Кабанов А.Н., Астафуров В.Н., Филиппов С.И. Лечение острых абсцессов легких с применением гипербарической оксигенации. // Вести, хирургии. - 1993. - С.1-2, 3-8.

6. Потапенков М.А., Шипулин П.П. Эндоскопические методы лечения эмпиемы плевры и пиопневмоторакса. // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. - 1995. - №1. - С.56-59.

7. Chen K.Y., Hsueh P.R., Liaw Y.S. et al. A 10-year experience with bacteriology of acute thoracic empyema: emphasis on Klebsiella pneumoniae in patients with diabetes mellitus. // Chest. - 2000. - №117 (6). - С.1685-1689.

8. Shinzato Т., Saito A. The Streptococcus milleri group as a cause of pulmonary infections. // Clin. Infect. Dis, - 1.995. - №21 (3). - С.238-243.

9. Шалаев С.А. и др. Нарушение деформируемости эритроцитов у больных острыми гнойно-септическими заболеваниями легких и плевры. // Вестник хирургии. - 1991. - Т.146, №2. - С.12-15.

10. Левашев Ю.Н. и др. Гемосорбция в комплексной терапии острых пневмоний и инфекционных деструкции легких. // Грудная хирургия.-1989. - №2. - С.51-55.

11. Путов Н.В., Левашев Ю.Н., Коханенко В.В. Пиопневмоторакс. - Кишинев: Штиинца, 1988. - С.23.27 (прототип).

12. Сафронов А.А., Желтова В.И. Антилизоцимная активность и биологические свойства стафилококков при гнойно-септических заболеваниях. В: О.В. Бухарин (ред.). Персистенция бактерий. Куйбышев. - 1990. - С.58-61.

13. Швецов С.А. Клиническое значение персистентных характеристик аэробной условно-патогенной микрофлоры у больных холециститом. Автореф. дис. канд. мед. наук. Пермь, 1994.

14. Патент РФ по заявке №2132558, МПК⁶ G 01 N 33/569.

15. Патент РФ по заявке №2143691, МПК⁶ G 01 N 33/52.

16. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам иследования. / Под ред. Биргера М.О. - М.: Медицина, 1982. - 462 с.

17. Бухарин О.В., Валышев А.В., Елагина Н.Н., Иванов Ю.Б., Черкасов С.В. Фотометрическое определение антилизоцимной активности микроорганизмов. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 1997. - №4. - С.117-120.

18. В.Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. - М.: Медицина, 1999. - С.90.

19. Бухарин О.В., Сулейманов К.Г., Чернова О.Л. и др. Способность микроорганизмов к инактивации бактерицидного действия тромбоцитарного катионного белка. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1998. - №7. - С.66-67.

20. Бухарин О.В., Чернова О.Л., Матюшина С.Б. Способность стафилококков к инактивации карнозина. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1999. - №5. - С.545-546.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской микробиологии, и может быть использовано для прогнозирования течения острых ограниченных гнойно-воспалительных заболеваний легких и плевры. Для этого проводят забор патологического материала, выделяют чистые культуры возбудителей, их идентифицируют, определяют у них антилизоцимную и антикомплементарную активности (АЛА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков хотя бы у одного из возбудителей для псевдомонад и стафилококков АКА больше или равном 1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов и пептострептококков АКА больше или равном 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА больше или равном 1,3 мкг/мл·ед ОП прогнозируют неблагоприятное течение острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры. Способ позволяет повысить эффективность прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии за счет возможности прогнозирования тяжести течения заболевания на ранних этапах болезни, а следовательно, подобрать оптимальные схемы лечения. 4 табл.

Способ прогнозирования неблагоприятного течения острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры микробной этиологии, включающий взятие патологического материала, выделение чистых культур возбудителей и их идентификацию, отличающийся тем, что у выделенных чистых культур возбудителей определяют антилизоцимную и антикомплементарную активность (АЛА и АКА соответственно) и при уровне выраженности этих признаков хотя бы у одного из возбудителей для псевдомонад и стафилококков АКА большей или равной 1,6·10⁶ анти-ЛЕК, а для бактероидов и пептострептококков АКА больше или равной 4,9·10⁶ анти-ЛЕК и для всех видов возбудителей АЛА больше или равной 1,3 мкг/мл·ед ОП прогнозируют неблагоприятное течение острого ограниченного гнойно-воспалительного заболевания легких и плевры.