Бактериальные биопленки и подход к терапии инфекции мочевых путей

Участковый педиатр №05 2019 - Бактериальные биопленки и подход к терапии инфекции мочевых путей

Номера страниц в выпуске:21
Для цитированияСкрыть список
Бактериальные биопленки и подход к терапии инфекции мочевых путей. Участковый педиатр. 2019; 05: 21
Интервью с доктором медицинских наук, профессором, заведующим кафедрой педиатрии ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», главным детским нефрологом Санкт-Петербурга Михаилом Владимировичем Эрманом.

Screenshot_34.png– Михаил Владимирович, за последние годы разработано множество разных методов изучения микромира, позволяющих представить его существование в гораздо больших подробностях, уточнить взаимоотношения между отдельными его представителями. Среди прочего появилось новое понятие «биопленка». Пожалуйста, расскажите, что сейчас понимают под этим термином.
– Биопленка – это прикрепленное к плотной поверхности (например, поверхности слизистой оболочки) микробное сообщество, состоящее из групп клеток микроорганизмов, связанных и взаимодействующих между собой и заключенных в структуру межклеточного матрикса, образованного самими клетками.  Как считается в настоящее время, биопленки – это основной способ существования микроорганизмов в естественных условиях обитания: и в организме человека, и в окружающей среде. В норме биопленки входят в состав микробиоты человека – совокупности популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе. Внутри биопленки создаются уникальные условия для взаимодействия между микроорганизмами, в частности, очень быстро осуществляется обмен генетической информацией, помогающей выживать и сохранять стабильность в данном локусе обитания. Представители нормальной и авирулентной условно-патогенной микрофлоры создают свой, достаточно устойчивый к внешним влияниям барьер, который помогает организму человека сохранять свою целостность, не допускает чужаков на свою территорию и сквозь созданный барьер – внутрь. Эта стабильность биопленок может играть и отрицательную роль для здоровья человека, если биопленку удается сформировать патогенным микроорганизмам, и тогда этот локус становится потенциальным или активным источником инфекции. С такой формой существования патогенов сложнее бороться и системам защиты организма человека, и антимикробным лекарственным препаратам. Так, резистентность патогенных бактерий в составе биопленок к антимикробным препаратам в 1000 раз выше, чем у планктонных, разрозненных, форм клеток.
До недавнего времени представлялось, что микроорганизмы формируют свой слой только на тех поверхностях организма, которые имеют контакт с внешней средой, внутренние же среды сохраняют стерильность. Мочевые пути считались стерильными, и наличие бактерий в моче определяли как инфекцию мочевых путей (ИМП) или бессимптомную бактериурию. В 2012 г. впервые обнаружили микроорганизмы в мочевом пузыре у здоровых людей. По последним данным, в состав нормальной микробиоты мочевых путей входят не только бактериальные штаммы, но и вирусы, грибы, фаги. В 2015 г. установлено, что в моче пациентов с ИМП и здоровых людей количество вирусоподобных частиц в 5 раз превышает число бактерий.
Для нас, клиницистов, представляют интерес также биопленки, образующиеся на контактирующих с человеком поверхностях, на предметах медицинского ухода, например медицинских катетерах. Почему это знание важно? Например, медицинские катетеры устанавливаются пациентам в ходе лечения, в частности после хирургического лечения. Как быстро они инфицируются? Образуют ли микроорганизмы биопленки? Представляют ли они опасность для пациентов? Ответы на эти вопросы помогают нам предупреждать и контролировать возможные инфекции.

Screenshot_35.png– Проводите ли Вы исследования биопленок? В чем практическая значимость таких исследований?
– В качестве примера могу привести очень интересный лабораторный эксперимент «Биопленка», который проводится на Международной космической станции (МКС). Осуществлено уже несколько космических экспериментов. В рамках этого проекта изучаются закономерности формирования биопленок. Впервые в уникальных для лабораторных исследований условиях МКС – микрогравитации, невесомости –  исследуются морфофизиологические свойства клеток при развитии биопленок пробиотических бактерий Lactobacillus plantarum 8RA-3 и Escherichia coli M17. Лактобациллы – чрезвычайно важный микроорганизм, играющий важную роль в кишечной микробиоте. Кроме того, лактобациллы у женщин в мочеполовых путях преобладают над другими представителями микробиоты.
Лактобациллы предотвращают колонизацию уропатогенов путем создания гликолипидного биосурфактантного барьера, который препятствует «прилипанию» уропатогенов к рецепторам уротелия. Лактобациллы создают конкурентную среду, препятствующую размножению уропатогенов. Они продуцируют молочную кислоту и противомикробное вещество бактериоцин, препятствующие росту уропатогенов. То есть одни из представителей микробиоты – лактобациллы – играют роль фактора защиты. Соответственно, мы сегодня можем говорить, что в мочевых путях находятся «хорошие» и «плохие» микроорганизмы.
Интересно, что в условиях МКС лактобациллы, являющиеся пробиотическим штаммом, растут значительно активнее. Теперь мы изучаем, каким образом пробиотические бактерии влияют в условиях невесомости на биопленки. Практический выход нашего исследования важен как для космонавтов, так и для обычных наших пациентов.
В качестве примера можно привести и нашу работу по микробиологическому и молекулярно-биологическому анализу мочи и внутренних стенок мочевых катетеров, используемых после хирургического лечения врожденных пороков сердца у детей. Среди прочего мы выявили, что развитие бактериальных биопленок из смешанных культур микроорганизмов начинается уже в 1-е сутки использования катетеров.
Как видите, изучение биопленок может иметь самые разные точки приложения и имеет большую практическую значимость.

– Михаил Владимирович, связаны ли факт наличия собственной микробиоты мочевого тракта и асимптоматическая бактериурия?
– В настоящее время наличие микроорганизмов в мочевых путях у здоровых людей уже не вызывает сомнения. Поэтому в современной литературе предложено не употреблять термин «стерильно» по отношению к мочевым путям. А так как в мочевых путях обнаруживаются не только бактерии, но и вирусы, грибы и другие представители микромира, более оправдано вместо термина «бактериурия» применение термина «микробиота мочевых путей».
Теперь по существу вашего вопроса. Раньше наличие «бактериурии» и даже «асимптоматической бактериурии» воспринималось с большой тревогой, нередко трактовалось как инфекция и служило основанием для назначения антибактериальной терапии (АБТ). Хотя и тогда были сомнения в целесообразности терапии этих состояний. Позволю себе привести достаточно длинную цитату по асимптоматической бактериурии и ее лечению из моей книги «Нефрология детского возраста», изданной в 1997 г.: «В подавляющем большинстве случаев лечение асимптоматической бактериурии нецелесообразно, так как: лечение сокращает период бактериурии, но не предотвращает возникновение клинических симптомов; короткие антибактериальные курсы эффективны только в отношении микроорганизмов низкой вирулентности, но не предохраняют от возможной реколонизации микроорганизмами с выраженной вирулентностью; длительное лечение антибиотиками способствует развитию побочных эффектов».
Многие исследователи связывают стремительный рост резистентности микроорганизмов с широким, часто неоправданным применением АБТ, в том числе и при ИМП. Поэтому лечение асимптоматической бактериурии признано, за некоторыми исключениями, нерациональным, так как негативно сказывается на физиологическом балансе между представителями нормальной микробиоты, способствует активизации условно-патогенных штаммов и формированию антибиотикорезистентности.

– В России реализуется программа противодействия росту антибактериальной резистентности. В контексте нашего разговора можно сказать, что соблюдение правил корректного назначения антибактериальных препаратов содружественно идее сохранения нормальной микробиоты. Можно ли отнести фитотерапию к методам, сохраняющим нормальный микробиом организма?
– Если мы будем говорить о лекарственных препаратах, изготовленных из растительного сырья и доказавших свою эффективность, безусловно, можно. При терапии мочевых инфекций целью номер один является борьба с патогеном. О сохранении «хорошей» микробиоты мы стали задумываться только в последнее время. Разумеется, если нам удается достичь элиминации возбудителя инфекции и, по возможности, бережно отнестись к нормальной флоре, – это высший пилотаж. Хотя, конечно, мы понимаем, что любая, особенно эмпирическая, АБТ – стрельба из пушек по воробьям.
Мы подразделяем ИМП на инфекцию верхних и нижних мочевых путей; осложненную и неосложненную. При инфекции верхних мочевых путей и осложненной инфекции терапию начинаем с антибактериальных препаратов (защищенные пенициллины, цефалоспорины III поколения). При нетяжелой неосложненной (нормальное анатомическое строение и функция мочевой системы, компетентная иммунная система) инфекции нижних мочевых путей (цистит, уретрит),  в терапии применяем препарат растительного происхождения Канефрон Н или нитрофурановый препарат. Эффективность и безопасность Канефрона Н убедительно доказана в клинических и лабораторных исследованиях. Недавно мы завершили исследование по катетерассоциированной инфекции, где отметили эффективность подавления патогенных форм кишечной палочки и стафилококка как в структуре сформированных биопленок, так и в подавлении способности формирования ими полноценных биопленок.
По результатам собственных исследований этого препарата и на основании результатов публикаций можно сделать вывод о том, что Канефрон Н может рассматриваться как препарат выбора для лечения нетяжелой неосложненной инфекции нижних мочевых путей, в том числе и у детей. Если врач грамотно будет отбирать детей, которые не нуждаются в АБТ, а могут с положительным эффектом лечиться растительным препаратом, – это будет практическая реализация всего того, о чем мы говорили – сохранение микробиоты, предупреждение негативных последствий АБТ, личный вклад в предупреждение роста антибиотикорезистентности.

– Проводились ли исследования, уточняющие механизм воздействия препарата Канефрон Н на патогенную микрофлору? Влияет ли этот препарат на нормальную микробиоту?
– Да, такие работы проводились, в том числе нами, результаты были опубликованы. Так, мы провели оценку воздействия препарата Канефрон Н на рост бактериальных биопленок на примере грамотрицательных микроорганизмов ­(Echerichia сoli 132) из коллекции штаммов, выделенных у пациентов с ИМП. Изменения в структурах клеток и в строении бактериальных биопленок, подвергнутых воздействию Канефрона Н, исследовали двумя различными методами электронной микроскопии. В клеточных стенках, цитоплазматической мембране, цитоплазме клеток Е. соli при воздействии Канефрона Н были выявлены деструктивные изменения. Упомяну еще нашу работу, сравнивающую эффект воздействия препаратов, перечисленных в формуляре антибактериальных препаратов, применяемых при инфекциях мочевой системы, на те же E. сoli 132 и Lactobacillus fermentum 97. Эффект Канефрона Н был сопоставим с эффектом нитрофуранового препарата.
Схожее исследование мы провели и с биопленками пробиотического штамма лактобактерий Lactobacillus fermentum 97. Мы уже упоминали, что лактобациллы – представители нормальной здоровой микрофлоры, присутствующей в кишечнике, влагалище, мочевых путях. В результате проведенного исследования при применении Канефрона Н зоны подавления роста тест-культур не образовывались, визуальных морфологических изменений не наблюдалось. Таким образом, Канефрон Н практически не воздействует на «хорошую» микрофлору кишечника – лактобактерии. Эта информация была представлена профессором A. Gessner и нами в прошлом году на международном конгрессе.
В Российской Федерации было проведено многоцентровое исследование для оценки применения препарата Канефрон Н у детей в амбулаторной практике. Результаты исследования показали высокую эффективность и безопасность использования Канефрона Н у детей; данные исследования были представлены на Европейском конгрессе педиатров в Бухаресте, опубликованы в отечественных и зарубежных изданиях.

– Михаил Владимирович, перечислите, пожалуйста, клинические ситуации, при которых можно рекомендовать Канефрон Н.
– В зависимости от клинической ситуации Канефрон Н может применяться в виде монотерапии или как один из компонентов комбинированного лечения при острых, рецидивирующих ИМП, кристаллуриях и мочекаменной болезни, аномалиях развития мочевыводящих путей, нейрогенном мочевом пузыре, гематуриях. Мы стали применять Канефрон Н у детей группы риска развития ИМП в дебюте острой респираторной вирусной инфекции, что позволяет предупредить риск рецидива ИМП. Длительность приема препарата определяется индивидуально для каждого пациента – могут быть курсы длительностью от 10 дней до 8 нед.

– Михаил Владимирович, благодарим Вас за интервью.
Список исп. литературыСкрыть список
Количество просмотров: 192
Предыдущая статьяОбменные нефропатии у детей: базовые сведения
Следующая статьяПремия Ласкера присуждена ученым за создание передового метода лечения рака

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямой эфир