Evaluering af artsspektrum og biologiske egenskaber af bakterie- og svampepatogener i sundhedsvæsenet associerede i Ukraine infektioner og in vitro undersøgelse af den antimikrobielle og antifungale aktivitet af nye 4-thiazolidinonderivater. (HAIsUA)

Abstrakt på engelsk Yulian Konechnyi Artsspektrum og biologiske egenskaber af bakterielle og svampefremkaldende stoffer til sundhedsrelaterede infektioner og undersøgelse af antimikrobiel aktivitet mod dem ved hjælp af 4-thiazolidinon-derivater. - Kvalificerende videnskabeligt arbejde om rettighederne til manuskriptet.

Speciale til graden ph.d. i specialet 222 Medicin (Kundskabsområde 22 Sundhedsvæsen). - Danylo Halytskyy Lviv National Medical University, Ukraines sundhedsministerium, Lviv, 2021.

Afhandlingsresumé Afhandlingen præsenterer en teoretisk generalisering og løsning af det aktuelle videnskabelige og praktiske problem inden for sundhedspleje, som bestemmelse af strukturen og distributionen af ​​Healthcare-Associated Infections (HAI'er) i Ukraine i de seneste år, træk ved artsspektret af patogener, og spredning af antibiotikaresistens, kliniske og mikrobiologiske egenskaber ved HAI'er, herunder dem, der er forårsaget af sjældne patogener af HAI'er, samt en søgning, syntese, screening af nye kemiske forbindelser med antimikrobiel og antifungal aktivitet med henblik på at introducere nye prototyper af antimikrobielle lægemidler .

Ifølge undersøgelsesdesignet blev der gennemført en analyse af data fra CDC i Ukraine om registrering af HAI-tilfælde i Ukraine i 2009-2020. Som følge heraf blev registreringen af ​​HAI'er for de sidste 12 år for første gang i Ukraine analyseret; ifølge resultaterne er der i gennemsnit registreret 4.759 ± 710 tilfælde af HAI årligt. De analyserede materialer giver grundlag for at hævde en betydelig undervurdering af forekomsten af ​​HAI i landet.

Ifølge resultaterne af en omfattende, dynamisk, klinisk og laboratorieinstrumentel undersøgelse af 250 patienter fra 4 lokale hospitalers intensivafdelinger, og baseret på mikrobiologiske og epidemiologiske kriterier, blev den tilsvarende diagnose bekræftet hos 205 patienter. Blandt personer med HAI var 46,8 % mænd og 53,2 % kvinder. Blandt alle tilfælde af HAI var 24,9 % børn (inklusive 8,8 % nyfødte), 64,9 % – personer i alderen 18-60 år, ældre voksne (> 60 år) var 10,2 %. De mest almindelige nosologier var luftvejsinfektioner (36,6 %) og urinvejsinfektioner (34,1 %). De fleste HAI'er (58,6%) forekom fra den 5. til den 14. dag af hospitalsophold.

Der blev taget 399 biomaterialer, hvorfra 309 stammer af mikroorganismer blev isoleret, blandt hvilke gramnegative bakterier herskede (51,5%), hvis artsspektrum omfattede repræsentanter for 27 forskellige arter. Repræsentanter for slægten Pseudomonas var de mest isolerede - 50 isolater, 16,2% af det samlede antal patogener. Gram-positiv mikrobiota er repræsenteret af 15 forskellige arter af patogener, de fleste - medlemmer af slægten Staphylococcus - 52 isolater, hvilket er 16,8% af det samlede antal patogener. Blandt svampene blev 12 forskellige arter af patogener isoleret, de fleste af dem Candida non-albicans - 20 isolater, hvilket er 6,5% af det samlede antal patogener.

For første gang i Ukraine er kliniske tilfælde forårsaget af sjældne patogener Raoultella (Klebsiella) terrigena og Vibrio metchikovii blevet identificeret og beskrevet. Vores rapporterede tilfælde blev sammenlignet med de kliniske tilfælde beskrevet i litteraturen. Det blev vist, at isolatet af R. terrigena har filmdannende egenskaber, mere udtalte end standardstammen Raoutella terrigena ATCC 33257, og hastigheden af ​​filmdannelse overstiger hastigheden af ​​filmdannelse af stafylokokker.

Ved at analysere det kliniske tilfælde forårsaget af Vibrio metchikovii, skal det bemærkes, at den mest sandsynlige årsag til infektion er intraoperativ mikrobiel kontaminering af vaskulære proteser.

Artsidentifikation af patogener blev udført ved hjælp af biokemiske testsystemer (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Tjekkiet), ved hjælp af MALDI-TOF (udført ved Institut for Mikrobiologi ved College of Medicine i Bydgoszcz, Polen) og for individuelle stammer - 16sRNA- ID. Identifikationsscore (indeks) for biokemisk identifikation af kulturer var > = 95 % eller > = 99 % for 87,4 % af isolaterne (n=270). 50,8 % af stammerne (n=157) havde et atypisk indeks (Tin) på 0,25-0,49, dvs. disse stammer kan karakteriseres som atypiske. MALDI ID-score 95,5% af isolater (n=295) var > = 2,0, dvs. viste god artsidentifikation, andre isolater havde ID-score 1,7-1,9, hvilket indikerer generisk identifikation. PCA-analyse af Gram-negative stænger af slægten Klebsiella gjorde det muligt at opdele dem i 4 hovedklynger og viste signifikant lighed mellem isolater og tillod sammen med RAPD-analyse at bekræfte overførslen af ​​patogener på hospitalet. Ifølge resultaterne af 16S rRNA-analyse blev der udført sammenligninger af Klebsiella pneumoniae-isolater, som vidnede om den fælles oprindelse af infektionen. Forskellige identifikationsmetoder fastslog, at et fuldstændigt sammenfald af resultater blev registreret for 76,1 % af stammerne (n=235). Den højeste identifikationsnøjagtighed er vist for 16sRNA-analyse, men hastigheden er for MALDI-TOF.

Resultaterne af antibiotikafølsomheden viste, at 62,8 % (n=194) af isolaterne var MDR, 7,4 % (n=23) var EDR, 28,8 % (n=89) var ikke-MDR. 1 % (n=3) stammer blev tilskrevet PDR: 2 - P.putida og 1 - P.aeruginosa. 33,8 % (n=25) af de undersøgte enterobakterier producerede ESBL fra en anden gruppe på 47 undersøgte isolater (83,9 %) producerede OXA-48, blandt hvilke alle isolater var MDR. Langt de fleste svampestammer (82,9%) var resistente over for fluconazol, hvilket det mest almindelige valg af dette lægemiddel kan forklare som empirisk behandling af svampeinfektion.

Kulturer af Achromobacter xylosoxidans (№ LMU-147) og Serratia marcescens (№ LMU-48) blev isoleret, for hvilke deres rolle i at forårsage HAI'er blev bevist. De isolerede stammer er klassificeret som klasse IV patogenicitet baseret på UA klassificering (US CDC klassificering - Biosikkerhedsniveau 1), men de kan trænge ind i indre organer, mere udtalt for savtakket. Candida utilis (LMU-127) er en lavpatogen stamme, som ikke har invasive egenskaber.

Femoghalvtreds nye syntetiserede thiazolderivater blev brugt til at søge efter og studere nye kemiske forbindelser med antibiotisk aktivitet. Der var en udtalt svampedræbende virkning i 3-[5-(1H-indol-3-ylmethylen)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl]-propansyre med en minimal hæmmende koncentration mod svampe af slægten Candida 25 μg /ml og en selektiv antimikrobiel virkning mod Escherichia coli i 2-[5-(1H-indol-3-ylmethylen)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl]-ethansulfonsyre med en lignende virkning (MIC=25 μg /ml). Den mest aktive mod Staphylococcus aureus-gruppen var 2-(5-yliden-4-oxo-2-thioxo-thiazolidin-3-yl)-succinimider med et terminalt fragment i C5-positionen.

For et 2-cyano-2-[5-(ethoxymethylen)-4-oxo-3-phenyl-thiazolidin-2-yliden]-N-(o-tolyl)acetamidderivat, som ikke indeholder en phenylenamin- eller benzylidendel i struktur i position C5-position af thiazolidonkernen viste den højeste aktivitet mod den multiresistente kliniske stamme af Pseudomonas aeruginosa.

En laboratoriedyremodel undersøgte den immunotoksiske/allergene/akut toksiske virkning af "lederforbindelsen" med antimikrobiel aktivitet. Der blev ikke fundet immuntoksiske og allergifremkaldende effekter, men der er en moderat antiinflammatorisk effekt. På baggrund af en stigning i det absolutte antal CD3 T-lymfocytter med 21,46 % blev der registreret et lille fald i det kvantitative niveau af CD22 B-lymfocytter (med 1,98 %). Aktivering af suppressorforbindelsen forårsagede et vist fald i det immunregulerende indeks (indikatoren er upålidelig).

Effekten af ​​teststoffet på niveauet af immunoglobuliner og interleukiner hos forsøgsdyr viste et signifikant fald i IgA med 21,4 % (p <0,05) og en stigning i IgG med 21,2 %. Der var således en stigning i aktiviteten af ​​det fagocytiske system med hensyn til væksten af ​​fagocyttal og absorptionsegenskaber af neutrofiler. Selektiviteten af ​​en sådan biologisk aktivitet kan være nyttig i behandlingen af ​​nogle immunopatologiske tilstande.

De identificerede virkninger, der ledsager svampedræbende aktivitet, indikerer udsigterne for yderligere undersøgelse af det "lægemiddellignende molekyle" med polytargetativ virkning.

Analysen af ​​HAI'ernes udbredelse, deres registrering, tilstanden af ​​specifik diagnostik, sammenligning af moderne metoder til identifikation af mikrobielle isolater fra klinisk materiale indikerer behovet for at øge niveauet af mikrobiologisk forskning, implementering af et standardiseret registreringssystem og forskning i nosokomial infektioner med potentielt sundhedsskadelige virkninger.

Ifølge afhandlingens resultater og forskning af isolaters biologiske egenskaber, blev de tilsvarende stammer deponeret i Depository of Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine.

På baggrund af forskningen blev der udstedt 2 brugsmodelpatenter. Derudover har molekylære docking-undersøgelser vist, at "lederforbindelsen" 7-(3,4-Dimethoxyphenyl)-5-methyl-3H-thiazolo[4,5-b]pyridin-2-on har vist god binding til udvalgt protein mål sammenlignet med reference-N21-hæmmeren og ciprofloxacin.

Nøgleord Healthcare-Associated Infections (HAI'er), nosokomiale infektioner, antimikrobiel resistens, antibiotikaresistens, enhedsassocierede patogener, antimikrobiel aktivitet, antifungal aktivitet, 4-thiazolidinoner, thiazoler, cellulær immunitet, immunotropisk virkning, marsvin, MALDI, sjældne patogener.

Publikationer. Ifølge specialematerialet blev 10 artikler publiceret, herunder 8 artikler indekseret i tidsskrifterne Web of Science og/eller Scopus, artikel i det ukrainske fagtidsskrift (kategori "B"), 1 artikel i et ikke-professionelt tidsskrift.

Arbejdsresultaterne blev præsenteret på 17 konferencer, herunder i form af en mundtlig rapport på 3 internationale konferencer uden for Ukraine og 1 konference i Ukraine.

På baggrund af arbejdsresultaterne blev 2 brugsmodelpatenter og 3 certifikater for initial deponering af mikroorganismestammen offentliggjort.