Оценка видового спектра и биологических свойств бактериальных и грибковых возбудителей при инфекциях, связанных со здравоохранением в Украине, и исследование in vitro антимикробной и противогрибковой активности новых производных 4-тиазолидинона. (HAIsUA)

Аннотация на английском языке Юлиан Конечный Видовой спектр и биологические свойства бактериальных и грибковых возбудителей медицинских инфекций и изучение антимикробной активности в отношении них с использованием производных 4-тиазолидинона. - Квалификационная научная работа на правах рукописи.

Диссертация на соискание ученой степени доктора философии. по специальности 222 Медицина (Область знаний 22 Здравоохранение). - Львовский национальный медицинский университет имени Данила Галицкого МЗ Украины, Львов, 2021.

Краткое содержание диссертации В диссертации представлены теоретическое обобщение и решение актуальной научно-практической проблемы здравоохранения, а именно: определение структуры и распространения внутрибольничных инфекций (ИСМП) в Украине за последние годы, особенностей видового спектра возбудителей, и распространение информации об антибиотикорезистентности, клинико-микробиологических характеристиках ИСМП, в том числе вызванных редкими возбудителями ИСМП, а также поиск, синтез, скрининг новых химических соединений, обладающих антимикробной и противогрибковой активностью, с целью внедрения новых прототипов антимикробных препаратов. .

Согласно дизайну исследования проведен анализ данных ЦКЗ Украины о регистрации случаев ИСМП в Украине за 2009-2020 годы. В результате впервые в Украине была проанализирована регистрация ИСМП за последние 12 лет; По результатам ежегодно регистрируется в среднем 4759±710 случаев ИСМП. Проанализированные материалы дают основание утверждать о существенном занижении заболеваемости ИСМП в стране.

По результатам комплексного, динамического, клинико-лабораторно-инструментального обследования 250 пациентов отделений интенсивной терапии 4 районных больниц и на основании микробиологических и эпидемиологических критериев соответствующий диагноз подтвержден у 205 больных. Среди лиц с ИСМП 46,8% составляли мужчины, а 53,2% — женщины. Среди всех случаев ИСМП 24,9% составили дети (в том числе 8,8% новорожденные), 64,9% - лица в возрасте 18-60 лет, лица старшего возраста (>60 лет) - 10,2%. Наиболее распространенными нозологиями были инфекции дыхательных путей (36,6%) и инфекции мочевыводящих путей (34,1%). Большинство ИСМП (58,6%) возникло с 5 по 14 день пребывания в стационаре.

Было взято триста восемьдесят девять биоматериалов, из которых выделено 309 штаммов микроорганизмов, среди которых преобладали грамотрицательные бактерии (51,5%), видовой спектр которых включал представителей 27 различных видов. Наиболее изолированными оказались представители рода Pseudomonas – 50 изолятов, 16,2% от общего числа возбудителей. Грамположительная микробиота представлена ​​15 различными видами возбудителей, больше всего - представителями рода Staphylococcus - 52 изолятами, что составляет 16,8% от общего числа возбудителей. Среди грибов выделено 12 различных видов возбудителей, из них большую часть составляют Candida non-albicans - 20 изолятов, что составляет 6,5% от общего числа возбудителей.

Впервые в Украине выявлены и описаны клинические случаи, вызванные редкими возбудителями Raoultella (Klebsiella) terrigena и Vibrio metchikovii. Сообщенные нами случаи сравнивались с клиническими случаями, описанными в литературе. Показано, что изолят R. terrigena обладает пленкообразующими свойствами, более выраженными, чем стандартный штамм Raoutella terrigena ATCC 33257, а скорость пленкообразования превышает скорость пленкообразования стафилококками.

Анализируя клинический случай, вызванный Vibrio metchikovii, следует отметить, что наиболее вероятной причиной заражения является интраоперационное микробное обсеменение сосудистых протезов.

Видовую идентификацию возбудителей проводили с помощью биохимических тест-систем (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Чехия), с помощью MALDI-TOF (проводится на кафедре микробиологии медицинского колледжа в Быдгоще, Польша) и для отдельных штаммов - 16сРНК- ИДЕНТИФИКАТОР. Идентификационный балл (индекс) биохимической идентификации культур составил >=95% или >=99% для 87,4% изолятов (n=270). 50,8% штаммов (n=157) имели индекс атипичности (Tin) 0,25-0,49, т. е. эти штаммы можно охарактеризовать как атипичные. ID-показатель MALDI 95,5% изолятов (n=295) был > = 2,0, т.е. показал хорошую видовую идентификацию, остальные изоляты имели ID-показатель 1,7-1,9, что указывает на родовую идентификацию. PCA-анализ грамотрицательных палочек рода Klebsiella позволил разделить их на 4 основных кластера и показал значительное сходство изолятов, а вместе с RAPD-анализом позволил подтвердить внутрибольничную передачу возбудителей. По результатам анализа 16S рРНК проведено сравнение изолятов Klebsiella pneumoniae, что свидетельствовало об общем происхождении инфекции. Разными методами идентификации установлено, что полное совпадение результатов зарегистрировано для 76,1% штаммов (n=235). Наибольшую точность идентификации показывает анализ 16sRNA, но скорость – MALDI-TOF.

Результаты чувствительности к антибиотикам показали, что 62,8% (n=194) изолятов были МЛУ, 7,4% (n=23) были МЛУ, 28,8% (n=89) были не-МЛУ. К PDR было отнесено 1% (n=3) штаммов: 2 - P.putida и 1 - P.aeruginosa. 33,8% (n=25) изученных энтеробактерий продуцировали ESBL, из другой группы из 47 изученных изолятов (83,9%) продуцировали OXA-48, среди которых все изоляты были MDR. Подавляющее большинство штаммов грибов (82,9%) оказались резистентными к флуконазолу, что наиболее частый выбор этого препарата можно объяснить эмпирическим лечением грибковой инфекции.

Выделены культуры Achromobacter xylosoxydans (№ LMU-147) и Serratia marcescens (№ LMU-48), для которых доказана их роль в возникновении ИСМП. Выделенные штаммы отнесены к IV классу патогенности на основании классификации UA (классификация CDC США – уровень биобезопасности 1), но способны проникать во внутренние органы, более выраженные по зубчатости. Candida utilis (LMU-127) – низкопатогенный штамм, не обладающий инвазивными свойствами.

Пятьдесят пять новых синтезированных производных тиазола были использованы для поиска и изучения новых химических соединений с антибиотической активностью. Выраженный противогрибковый эффект выявлен у 3-[5-(1Н-индол-3-илметилен)-4-оксо-2-тиоксотиазолидин-3-ил]пропановой кислоты при минимальной ингибирующей концентрации в отношении грибов рода Candida 25 мкг. /мл и селективное противомикробное действие в отношении Escherichia coli в 2-[5-(1H-индол-3-илметилен)-4-оксо-2-тиоксотиазолидин-3-ил]этансульфоновой кислоте с аналогичным эффектом (МИК=25 мкг). /мл). Наиболее активными в отношении группы Staphylococcus aureus оказались 2-(5-илиден-4-оксо-2-тиоксотиазолидин-3-ил)сукцинимиды с концевым фрагментом в положении С5.

Для производного 2-циано-2-[5-(этоксиметилен)-4-оксо-3-фенилтиазолидин-2-илиден]-N-(о-толил)ацетамида, который не содержит фениленаминового или бензилиденового фрагмента в составе структура в положении С5 ядра тиазолидона показала наибольшую активность против множественно-резистентного клинического штамма Pseudomonas aeruginosa.

На модели лабораторных животных изучали иммунотоксический/аллергенный/острый токсический эффект «лидерного соединения», обладающего противомикробной активностью. Иммунотоксического и аллергенного действия не обнаружено, но имеется умеренный противовоспалительный эффект. На фоне увеличения абсолютного количества CD3 Т-лимфоцитов на 21,46% зафиксировано незначительное снижение количественного уровня CD22 В-лимфоцитов (на 1,98%). Активация супрессорного звена вызывала некоторое снижение иммунорегуляторного индекса (показатель недостоверен).

Влияние тестируемого вещества на уровень иммуноглобулинов и интерлейкинов лабораторных животных выявило достоверное снижение IgA на 21,4% (р<0,05) и повышение IgG на 21,2%. Таким образом, наблюдалось повышение активности фагоцитарной системы в виде роста фагоцитарного числа и поглотительных свойств нейтрофилов. Селективность такой биологической активности может быть полезна при лечении некоторых иммунопатологических состояний.

Выявленные эффекты, сопровождающие противогрибковую активность, указывают на перспективу дальнейшего изучения «лекарственной молекулы» политаргетивного действия.

Анализ распространенности ИСМП, их регистрации, состояния специфической диагностики, сравнение современных методов идентификации микробных изолятов из клинического материала свидетельствует о необходимости повышения уровня микробиологических исследований, внедрения стандартизированной системы регистрации, исследований внутрибольничных инфекций. инфекции с потенциально неблагоприятными последствиями для здоровья.

По результатам диссертационной работы и исследования биологических свойств изолятов соответствующие штаммы были депонированы в Депозитарии Института микробиологии и вирусологии Национальной академии наук Украины.

По результатам исследований выдано 2 патента на полезную модель. Кроме того, исследования молекулярного докинга показали, что «лидерное соединение» 7-(3,4-диметоксифенил)-5-метил-3H-тиазоло[4,5-b]пиридин-2-он хорошо связывается с выбранными белками. целевых показателей по сравнению с эталонным ингибитором N21 и ципрофлоксацином.

Ключевые слова Инфекции, связанные со здравоохранением (ИСМП), внутрибольничные инфекции, устойчивость к противомикробным препаратам, устойчивость к антибиотикам, патогены, ассоциированные с прибором, противомикробная активность, противогрибковая активность, 4-тиазолидиноны, тиазолы, клеточный иммунитет, иммунотропное действие, морские свинки, MALDI, редкие возбудители.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 статей, в том числе 8 статей, индексируемых в журналах Web of Science и/или Scopus, статья в украинском профессиональном журнале (категория «В»), 1 статья в непрофессиональном журнале.

Результаты работы были представлены на 17 конференциях, в том числе в виде устного доклада на 3 международных конференциях за пределами Украины и 1 конференции в Украине.

По результатам работы опубликованы 2 патента на полезную модель и 3 свидетельства о первичном депонировании штамма микроорганизма.