Функциональные и биологические свойства Escherichia coli, выделенной от больных раком легкого

Разработка эффективных методов диагностики, лечения и профилактики инфекционных осложнений и дисбиотических расстройств является одной из актуальных проблем в онкологии. Изучается диагностическая эффективность тестов, которые могли бы быть использованы для оценки состояния микрофлоры – основного компонента колонизационной резистентности организма. Результаты ранее проведенных исследований позволили рекомендовать полость рта в качестве биотопа для оценки микроэкологических нарушений в организме человека, что повышает доступность и достоверность бактериологического метода [1]. Однако для более точного и достоверного установления состояния дисбиоза недостаточно диагностировать «синдром избыточного роста» микроорганизмов, необходимы исследования функциональных и биологических свойств выделенных штаммов бактерий, нарушения которых могут также приводить к патофизиологическим проявлениям в организме больных. Согласно литературным данным, Escheri- chia coli является частой причиной инфекционных осложнений у онкологических больных [4].

Целью исследования явилась оценка функциональных и биологических свойств кишечной палочки, выделенной из полости рта больных раком легкого (РЛ).

Материал и методы

Исследование проводилось на базе кафедры микробиологии и вирусологии Сибирского государственного медицинского университета и отделения химиотерапии ФГБУ «НИИ онкологии СО РАМН». Обследовали 13 мужчин и 6 женщин с морфологически подтвержденным диагнозом рак легкого II - IV стадий. Группу сравнения составили мужчины и женщины без онкологической патологии.

Материалом для исследования явились мазки со слизистой оболочки полости рта. Выделение культур бактерий и определение их биохимических свойств производили с помощью бактериологического метода, в соответствии с приказом МЗ № 535 «Об унификации микробиологических методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений» (2006). Идентификацию выделенных культур проводили по морфологическим, тинкториальным, культуральным и ферментативным свойствам согласно руководству по систематике Берджи.

Для оценки подвижности кишечной палочки использовали темнопольную микроскопию. Исследовали хемотаксическую активность кишечной палочки [5]. Адгезивные свойства кишечной палочки определяли по методу В.И. Брилис с соавт. [2]. Антилизоцимную активность бактерий оценивали чашечным методом [3]. Антагонизм выделенных культур кишечной палочки исследовали к 3 тест-штаммам: Staphylococcus aureusATCC 25923, Proteus mirabilis ГКПМ 160140 46 и Candida albicans 254611 NCPF 3255 ATCC 2091. Определение чувствительности кишечной палочки к дезинфицирующим веществам оценивали методом разведений с высевом на питательную среду.

Результаты исследования

Высеваемость E.сoli из ротовой полости больных раком легкого была несколько выше (2,1 ± 0,12), нежели в группе пациентов без онкологической патологии (1,1 ± 0,10). При изучении функциональных свойств кишечной палочки были выявлены изменения фенотипических признаков бактерий: неспособность ферментировать глюкозу с образованием газа (44 %), вызывать гидролиз лактозы с образованием кислоты (57 %), осуществлять протеолиз с выделением индола (50 %); потеря подвижности (48 %) (табл.1).

Важной отличительной особенностью живых систем является их способность реагировать на изменения окружающей среды, которая проявля-

Рис. 1. Формирование хемотаксисной волны в культуре E. coli: а) культура, выделенная от пациентов группы сравнения;

б) культура, выделенная от больных раком легкого ется в форме таксиса – направленного движения особей по отношению к внешнему воздействию. Таксис является одним из условий возникновения бактериальных популяционных волн и, кроме того, оказывает влияние на формирование клеточных агрегаций наряду с такими факторами, как процессы метаболизма и внешние воздействия [5].

Результаты наблюдений за ростом популяции E. сoli показали, что через 3 и 4 ч распространения микроорганизмов (хемотаксических волн) не наблюдалось. Через 6 ч вокруг места инокуляции культуры кишечной палочки появлялся мутный ореол с четко очерченными границами – хемотаксическая волна (рис. 1). Причем у колоний бактерий, выделенных из группы сравнения, диаметр ореола составил 3,9 см, а у культуры, высеянной из ротовой полости больных раком легкого, – 1,5 см. Кроме этого, было выявлено, что культуре бактерий, выделенной от больных раком легкого, требуется большее время для адаптации на питательной среде и начала движения, чем кишечной палочке, полученной у пациентов без онкологической патологии (табл. 2).

Антагонизм индигенных бактерий является одним из основных факторов колонизационной

Таблица 1

Показатели функциональной и биохимической активности кишечной палочки, выделенной от больных раком легкого

Показатель	Группа сравнения (n=18)	Больные РЛ (n=19)
Высеваемость из ротовой полости, lgКОЕ/г	1,1 ± 0,10	2,1 ± 0,12 p<0,05
Глюкоза – образование газа	98 %	44 %
Лактоза – образование кислоты	92 %	57 %
Образование индола	98 %	50 %
Подвижность	81 %	48 %

О.П. БОЧКАРЕВА, Е.П. КРАСНОЖЕНОВ, В.Е. ГОЛЬДБЕРГ И ДР.

% E.coli, выделенная от больных без онкологической патологии

■ Е. coli, выделенная от больных раком легкого

Рис. 2. Антагонистические свойства E. coli резистентности организма. Анализ антагонистической активности культур кишечной палочки к тест-штаммам стафилококка, протея и грибка Кандида выявил более низкую степень антагонизма у E. соli, выделенной из полости рта больных раком легкого, – 1,9–3,6–1,6 мм, нежели у эшерихий в группе сравнения, – 5,3–7,9–5,4 мм соответственно (рис. 2).

Адгезия является ведущим механизмом формирования в организме биопленки на слизистых оболочках. Биопленкообразование у патогенных и условно-патогенных микроорганизмов играет важную роль в генезе внутрибольничных инфекций. Анализ результатов по определению адгезивного потенциала кишечной палочки показал, что индекс адгезии микроорганизмов (ИАМ) E. coli, выделенной от больных раком легкого, – 4,48 ± 1,54, почти в 2 раза превышал таковые значения в группе сравнения – 2,58 ± 0,73. Эти различия в значительной степени зависели от среднего показателя адгезии – количества бактериальных клеток, адгезированных на одном эритроците, которые составили 3,9 ± 1,21 у больных раком легкого и 1,9 ± 2,56 – в группе сравнения. Менее значима была разница в коэффициентах участия эритроцитов (табл. 3).

Противостояние бактерий защитным факторам макроорганизма способствует их персистенции. Одним из важных факторов такого противодействия является синтез ингибитора лизоцима. Средний уровень антилизоцимной активности у штаммов E. сoli, выделенных от больных раком легкого, составил 5 ± 0,7, в то время в культурах микроорганизмов, изолированных от неонкологических больных, этот показатель был в 2,5 раза ниже – 2 ± 0,7.

Обсуждение

Резистентность к дезинфицирующим веществам и антисептикам является одной из характеристик госпитальных микроорганизмов, поэтому оценка их устойчивости позволяет прогнозировать распространение условно-патогенной флоры в стационаре. Нами исследована чувствительность кишечной палочки к хлоргексидину – широко применяемому в хирургии препарату с целью асептики и антисептики. При сравнении МПК (минимально

Таблица 2

Изменение хемотаксисной активности E. coli, выделенной от больных раком легкого

Группы больных	Диаметр хемотаксической волны колоний E.coli, см
	1 ч	2 ч	3,5 ч	4,5 ч	5,5 ч	7 ч
Группа сравнения	0,2 ± 0,01	0,2 ± 0,02	0,3 ± 0,01	2,5 ± 0,04	3,8 ± 0,03	4,2 ± 0,03
Больные РЛ	0,2 ± 0,02	0,2 ± 0,01	0,2 ± 0,02	0,7 ± 0,02	1,4 ± 0,01	1,6 ± 0,04

Таблица 3

Биологические свойства E. coli, выделенной из полости рта больных раком легкого

Группы больных	Адгезивная активность			Антилизоцимная активность	Устойчивость к дезинфектантам (МПК)
	СПА	КУА	ИАМ
Группа сравнения (n=10)	1,9 ± 0,56	76 ± 8,1	2,58 ± 0,73	2 ± 0,65	0,13 ± 0,05
Больные РЛ (n=10)	3,9 ± 1,2	89 ± 5,6	4,48 ± 1,54	5 ± 0,65	0,36 ± 0,12

Примечание: СПА – количество бактериальных клеток, адгезированное на одном эритроците; КУА – коэффициент участия эритроцитов; ИАМ – индекс адгезии микроорганизмов; МПК – минимально подавляющая концентрация.

СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2014. № 4

подавляющей концентрации) антисептика для разных штаммов кишечной палочки можно сделать вывод, что популяция E. coli, выделенная у больных раком легкого, более устойчива к действию препарата, нежели эшерихии, высеянные у больных группы сравнения.

Таким образом, нами выявлены незначительные количественные изменения содержания E.coli в ротовой полости у больных раком легкого. В то же время отмечено снижение функциональных свойств эшерихий (биохимической активности, подвижности, способности к хемотаксису, антагонистических признаков), что указывает на нарушение симбиотических и синергических взаимоотношений бактерий с макроорганизмом. Данные явления сопровождаются усилением биологических свойств кишечной палочки (способности к адгезии, антилизоцимной активности, резистентности к дезинфектантам), обусловливающих паразитизм и патогенность бактерий. Можно утверждать, что для правильной интерпретации результатов бактериологического исследования, вскрытия патогенетических механизмов развития микроэкологических нарушений и их коррекции необходимы комплексные исследования состояния резидентной микрофлоры разных биотопов организма пациента с учетом ее функциональных и биологических свойств.