Нормальная респираторная микробиота при здоровье и заболеваниях

Главная>

Новости>

Международные новости>

Нормальная респираторная микробиота при здоровье и заболеваниях

Серьезные респираторные инфекции представляют риск для всех госпитализированных пациентов, но особенно часто встречаются в отделении интенсивной терапии (ОРИТ). 

   Риск развития нозокомиальной пневмонии у пациентов, поступивших в ОРИТ, выше, чем у пациентов, поступивших в другие отделения больницы, а риск развития нозокомиальной пневмонии у пациентов, находящихся на вентиляции легких, в 3-10 раз выше по сравнению с пациентами, не находящимися на вентиляции легких. Отчасти это связано с тем, что многим пациентам ОРИТ требуется поддержка ИВЛ, чтобы помочь при обструкции дыхательных путей или других состояниях, которые не позволяют им дышать самостоятельно. ИВЛ включает в себя установку эндотрахеальной трубки для доставки кислорода непосредственно в легкие, что является процедурой, спасающей жизнь, но не лишенной рисков. По многим причинам пациенты, находящиеся на ИВЛ, особенно подвержены развитию пневмонии. Фактически, пневмония является второй по распространенности нозокомиальной инфекцией, поражающей тяжелобольных пациентов в отделении интенсивной терапии.

Вентилятор-ассоциированная пневмония и роль нормальной респираторной флоры

   Пациенты подвергаются наибольшему риску развития вентилятор-ассоциированной пневмонии (VAP) в первые 48 часов после установки эндотрахеальной трубки. Установка трубки нарушает нормальную анатомию дыхательных путей и не позволяет пациенту нормально глотать, кашлять или выводить слизь и другие выделения. Поскольку эти выделения скапливаются в ротоглотке, бактерии, живущие в дыхательных путях, могут начать скапливаться вдоль эндотрахеальной трубки. Если пациент аспирирует эти бактерии, они могут вызвать инфекцию в легких.

   Организмы, которые обычно обитают в дыхательных путях, могут оказаться теми же самыми организмами, которые вызывают пневмонию у этих пациентов. Понимание того, что один организм может быть либо нормальной микробиотой, либо патогеном, побуждает микробиолога и клинициста учитывать другие ключевые факторы при постановке диагноза VAP, например, какие организмы составляют нормальную респираторную флору и что делает некоторых представителей респираторной микробиоты более патогенными, чем других.

Комменсальные организмы способны причинить вред

   Как и все кожные и слизистые поверхности человека, дыхательные пути колонизированы комменсальными бактериями, которые защищают хозяина от заболеваний, повышают скорость обновления эпителиальных клеток и способствуют выработке иммуноглобулинов слизистой оболочки. Трудность диагностики причины VAP связана с тем, что многие из этих организмов способны вызывать заболевания. Являются ли присутствующие организмы просто колонизирующими эндотрахеальную трубку и окружающие дыхательные пути, не причиняя вреда, или они являются причиной инфекции?

   Ниже перечислены организмы, наиболее часто выделяемые из дыхательных путей, и роль, которую они могут играть как в безвредной колонизации, так и в заболевании.

Часто выделяемые организмы по месту обнаружения
   Ротоглотка и носоглотка:

- Стрептококки группы С или G: чаще всего колонизируются, но могут вызывать единичные случаи и вспышки симптоматического фарингита.
- Стрептококки группы А:

• Колонизирует до 20% детей.
• Реже: вызывают фарингит или локализованные респираторные инфекции
• Связь между инвазивными заболеваниями, вызванными стрептококками группы А, и колонизацией глотки неясна.

- Streptococcus pneumoniae

• Колонизация наблюдается у большого числа (от 6% до 100%) новорожденных и детей ясельного возраста.
• Колонизированы примерно 25% детей в возрасте от 3 месяцев до 4 лет и 5-10% детей старшего и младшего возраста.
• У них S. pneumoniae может сохраняться от нескольких недель до нескольких месяцев.
• Культивирование S. pneumoniae из ротоглотки/носоглотки не особенно информативно, но примерно у 15% детей в течение месяца после заражения новым штаммом разовьется клиническая инфекция.
• У ребенка, заболевшего вирусной инфекцией верхних дыхательных путей во время колонизации, может развиться острый средний отит или синусит.

   Нетипируемые Haemophilus influenzae и Moraxella catarrhalis

• Большой процент новорожденных и детей младшего возраста являются колонизированными.
• Культивирование образцов из ротоглотки/носоглотки не особенно информативно, но у детей с инфекциями верхних дыхательных путей могут развиться вторичные инфекции, такие как средний отит или синусит, если они колонизированы.

   Neisseria meningitidis

• Колонизированы от 5 до 30% популяции, причем наибольший процент составляют подростки и молодые взрослые.
• Культивирование образцов из ротоглотки/носоглотки не особенно информативно, но колонизация может привести к бактериемии, менингиту или септическому артриту.

   Нижние дыхательные пути

   Streptococcus pneumoniae: частый контаминант верхних дыхательных путей (где он является колонизирующим организмом), а также распространенная причина заболеваний нижних дыхательных путей. Значение присутствия этого микроорганизма в культуре будет в значительной степени зависеть от клинической картины, других диагностических тестов и преобладания в культуре.

   Staphylococcus aureus: приблизительно одна треть взрослых колонизирована S. aureus в верхних дыхательных путях. Этот микроорганизм является одной из наиболее распространенных причин VAP, и серьезному заболеванию, вызванному S. aureus, почти всегда предшествует колонизация.

   Нетипируемые Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis и виды Enterococcus: редко вызывают инфекции нижних дыхательных путей или VAP. Если они выращены в культуре из нижних дыхательных путей, то, скорее всего, они представляют собой контаминацию, вызванную колонизацией верхних дыхательных путей.

   Enterobacteriaceae и неферментирующие грамотрицательные бациллы:

• Эти организмы являются одной из наиболее распространенных причин VAP.
• Колонизируют верхние дыхательные пути у детей, которые находились в реанимации или получали частые курсы антибиотиков. Они могут стать новой "нормальной микробиотой" вентилируемых детей в отделении интенсивной терапии, и их присутствие в культуре не всегда указывает на инфекцию.
• Значимость этих организмов в культуре в значительной степени зависит от клинической картины, других диагностических тестов и преобладания в культуре.

Любой участок респираторного тракта

   Стрептококки группы Viridans, негемолитические стрептококки, коагулазоотрицательные стафилококки, непатогенные виды Neisseria, виды Corynebacterium, виды Lactobacillus, виды Micrococcus, виды Stomatococcus и виды Bacillus: являются частью нормальной микробиоты верхних дыхательных путей и не связаны с клиническими заболеваниями.

   Многие респираторные патогены свободно живут в организме хозяина, не вызывая заболеваний. Идентификация одного из этих организмов как причины инфекции должна проводиться в контексте клинических признаков и симптомов пневмонии. Лечение всех организмов, выявленных при исследовании культур респираторного тракта, может привести к чрезмерному использованию антибиотиков и способствовать развитию резистентных к антибиотикам организмов. 

   Что делает эти, казалось бы, обычные бактерии такими опасными, и как они могут жить внутри человека, не вызывая заболеваний большую часть времени, но иногда вызывая смертельные инфекции? Важно понять, как некоторые из наиболее распространенных причин пневмонии превращаются из колонизаторов в условно-патогенные микроорганизмы.

Ниже перечислены 3 основные бактерии, связанные с VAP, и признаки, которые позволяют им это делать.

Streptococcus pneumoniae как возбудитель инфекции нижних дыхательных путей

   Streptococcus pneumoniae - нормальный колонизатор дыхательных путей, однако он является основной причиной смертности от пневмонии во всем мире. По оценкам ВОЗ, от этого микроорганизма ежегодно умирает полмиллиона детей во всем мире.

Характеристика вирулентности: полисахаридная капсула.

• Помогает бактерии уклоняться от защитных сил организма.
• Капсула, имеющая отрицательный заряд, позволяет бактерии не адгезировать к слизистой, достигать эпителиальных клеток и прикрепляться к ним.

Характеристика вирулентности: поверхностные белки (например, гиалуронат-лиаза).

• Поощряют и способствуют адгезии.
• Способствуют образованию биопленки, чтобы больше организмов могло прикрепляться и размножаться.

   Если колонизирующие организмы S. pneumoniae попадают в нижние дыхательные пути в результате анатомических нарушений, таких как эндотрахеальная трубка, первичная вирусная инфекция, например, грипп, или аспирация, бактерии используют различные патогенные факторы для прикрепления к альвеолярным клеткам и запуска воспалительной реакции хозяина, что приводит к пневмонии.

Мукоидные колонии S. pneumoniae на кровяном агаре. Слизистый вид обусловлен особенно обильным производством капсул у этого штамма S. pneumoniae. Фото: commons.wikimedia.org

Pseudomonas aeruginosa как возбудитель инфекции нижних дыхательных путей

   Pseudomonas aeruginosa обычно не является частью микробиоты дыхательных путей, но она может стать колонизатором у пациентов, которые длительное время находились в стационаре. Это справедливо и для других грамотрицательных палочек, включая Enterobacterales. У госпитализированного пациента, особенно интубированного, нельзя считать, что присутствие P. aeruginosa в респираторной культуре автоматически означает инфекцию. Тем не менее, у пациентов с подтвержденным VAP P. aeruginosa является наиболее распространенной бактериальной причиной. Если P. aeruginosa является преобладающим организмом, растущим в культуре трахеального аспирата от вентилируемого пациента с симптомами пневмонии, то, скорее всего, именно она является возбудителем инфекции.

   Влияние P. aeruginosa на интубированного пациента будет отличаться в зависимости от серотипа:

• Изоляты с серотипами O6 и O11 колонизируют человека чаще, чем другие серотипы, но у 60% пациентов инфекции VAP, вызванные этими серотипами, проходят.
• Серотипы O1 и O2 встречаются реже и связаны с более высокой смертностью.

   Патогенность P. aeruginosa очень сложна, и организм использует несколько механизмов для прикрепления к живым и неживым поверхностям. Многочисленные свойства адгезии позволяют P. aeruginosa образовывать биопленки, особенно на медицинских приборах; образование биопленок на эндотрахеальных трубках повышает риск заражения пациента VAP в случае попадания микроорганизма в легкие.

Staphylococcus aureus как возбудитель заболеваний нижних дыхательных путей

   Почти одна треть взрослых колонизирована золотистым стафилококком в дыхательных путях. Хотя у многих людей в результате колонизации S. aureus никогда не развиваются осложнения, у взрослых, которые были колонизированы и интубированы, риск развития пневмонии, вызванной S. aureus, в 15 раз выше по сравнению с теми, кто не был колонизирован. Кроме того, S. aureus является причиной >20% случаев VAP, 50% из которых вызваны MRSA.

   Характеристика вирулентности: поверхностные белки бактерий, особенно белок А, являются необходимыми для того чтобы возбудитель мог вызывать смертность от пневмонии.

   Хотя эти цифры пугают, важно помнить, что значительная часть населения колонизирована этим организмом, и присутствие его в культуре не означает наличие инфекции.

   Взаимоотношения между человеком и бактериями чрезвычайно сложны. Нормальная респираторная микробиота может играть ключевую роль в здоровье человека, но также может играть роль в развитии тяжелых респираторных заболеваний. Понимание этих взаимоотношений может помочь специалистам в области клинической микробиологии и инфекционных заболеваний лучше понять, как интерпретировать результаты диагностики при внутрибольничной пневмонии.

Вышеизложенное представляет точку зрения автора (Andrea Prinzi, Ph.D., MPH, SM(ASCP)) и не во всем отражает мнение Американского общества микробиологии.