Значение коринебактерий в развитии гнойно-воспалительных инфекций

Недифтерийным коринебактериям долгое время не придавалось клинического значения – их рассматривали как условно-патогенные микроорганизмы, колонизирующие кожу и слизистые оболочки человека. В последние годы появляется всё больше сообщений об их связи с развитием инфекционных процессов различной локализации [1]. Современные исследования с использованием передовых методов показали, что Corynebacterium spp. могут вызывать заболевания дыхательных путей, сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта. Представители рода – C. tuberculostearicum, C. minutissimum, C. kroppenstedii и C. simulans – вызывают поражения кожи при ожогах и кожных инфекциях. В некоторых случаях коринебактерии служат причиной сепсиса с летальностью до 30%.

По современной классификации род Corynebacterium входит в семейство Corynebacteriaceae, порядок Corynebacteriales (недавно выделенный из порядка Actinomycetales), класс Actinobacteria, тип Actinobacteria, группу Terrabacteria group, царство Бактерии. В настоящее время известно более 132 видов Corynebacterium, из которых 53 имеют медицинское значение. Все коринебактерии – грамположительные, неподвижные, неспорообразующие бактерии, не образующие выраженных капсул [2].

Патогенным для человека является C. diphtheria. К этой группе относят также C. pseudotuberculosis и C. ulcerans, вызывающие дифтерию и дифтериеподобные заболевания. Остальные виды классифицируют как условно-патогенные и сапрофитические [3].

Первые сообщения о дифтерийной палочке относятся к 1883 году, когда Эдвин Кребс обнаружил её в плёнках больных дифтерией. В 1884 году Фридрихом Лефлером получена чистая культура возбудителя. В 1896 году K.B. Lehmann и R.O. Neuman выделили самостоятельный род Corynebacterium, представители которого – грамположительные неподвижные палочки с булавовидным утолщением на концах [4]. В мазках они располагаются под углом друг к другу. Не образуют спор и капсул. В цитоплазме коринебактерий часто обнаруживаются зёрна волютина, в клеточной стенке – миколовые кислоты [5].

По способности к биотрансформации жиров ко-ринебактерии подразделяют на липолитические и нелиполитические. Большинство видов – нелиполитические. Последние в свою очередь делят на ферментирующие и неферментирующие. К ферментирующим относят возбудитель дифтерии и виды C. argentoratense, C. amycolatum, C. glucuronolyticum, C. striatum, C. matruchotii, C. minutissimum, C. xerosis. К неферментирующим – C. accolens, C. afermentans subsp. lipophilum, C. jeikeium, C. macginleyi, C. urealyticum, C. uropygiale. Липолитические корине-бактерии включают виды C. accolens, C. afermentans subsp. lipophilum, C. jeikeium, C. macginleyi, C. urealyticum, C. uropygiale; они растут плохо в жидких средах, на агаре образуют крошечные точечные колонии. Их рост улучшается при добавлении в агар или бульон экзогенного липида – Твин-80 [6].

Коринебактерии входят в состав нормальной микрофлоры кожи, слизистых оболочек зева, носоглотки, глаз, дыхательных путей, уретры и половых органов человека, присутствуют в норме в толстой кишке [7].

Кожные заболевания, вызываемые

Corynebacterium

Наиболее часто кожу и слизистые оболочки человека колонизируют следующие виды: C. ulcerans, C. pseudotuberculosis, C. pseudodiphtheriticum, C. xerosis, C. riegelii, C. striatum, C. jeikeium и др. [8, 9].

Поскольку кожа человека обильно заселена ко-ринебактериями, их часто выявляют при исследовании раневого отделяемого при ожогах и других кожных повреждениях. Они вызывают эритразму и ямчатый кератолиз.

Эритразма – распространённая хроническая поверхностная инфекция кожи, вызванная Corynebacterium minutissimum. Характеризуется красно-коричневыми пятнами различных размеров с незначительным шелушением, преимущественно в складках тела. Чаще поражает пожилых пациентов и больных с сахарным диабетом. Частота эритразмы межпальцевых промежутков у пациентов с диабетом превышает 40%, а среди всех бактериальных кожных инфекций у пожилых составляет 17% [10].

Ямчатый кератолиз часто вызывают представители рода Corynebacterium. Однако его могут вызывать и другие микроорганизмы: Actinomyces keratolytica, Dermatophilus congolensis, Kytococcus sedentarius, Streptomyces sp., реже – представители родов Acinetobacter, Clostridium, Klebsiella и Pseudomonas. Заболевание наиболее часто встречается у мужчин и характеризуется появлением безболезненных точечных эрозий с неприятным запахом на стопах [11,12].

Доказано, что у пациентов с псориазом по сравнению со здоровыми лицами повышено количество C. kroppenstedii и C. simulans [13].

Corynebacterium tuberculostearicum – липофильный вид, известный с 2004 года. Колонизирует кожу человека, вызывает хронические воспалительные заболевания кожи и онкологические поражения. Обладает множественной лекарственной устойчивостью [14].

Corynebacterium diphtheria чаще всего поражает ротоглотку, вызывая фибринозное воспаление в месте внедрения возбудителя. Передаётся преимущественно воздушно-капельным путём. Патогенность обусловлена продукцией сильнодействующего экзотоксина. За последнее десятилетие участились лёгкие формы кожной дифтерии, вызванной C. diphtheriae [15]. Описаны случаи поражения кожи токсигенными штаммами C. diphtheria, развившиеся после нанесения татуировки [16].

Коринебактерии при ожогах

При ожоговой травме происходит нарушение целости кожных покровов с присоединением микробной инвазии и снижением иммунитета, что усугубляет течение раневого процесса и состояние больных. Ожоги в России составляют 3–4% всех видов травм. Ежегодно около 400 тысяч человек получают ожоги различной этиологии [17]. По данным ВОЗ, ежегодно в мире регистрируют до 180 тысяч летальных исходов от термических поражений [18].

В норме Corynebacterium spp. составляют 30% от общего количества бактериальных обитателей кожи [19]. В ожоговых ранах основными возбудителями являются S. aureus, P. aeruginosa и A. baumannii, частота выделения Corynebacterium spp. не превышает 1% [20, 21].

Однако в заживающих ранах численность кори-небактерий возрастает, составляя 37% среднего микробиома раневого отделяемого. Выявлено, что представители рода Corynebacterium конкурируют с некоторыми патогенными микроорганизмами. В частности, C. striatum может снижать вирулентность Staphylococcus aureus, а колонизация слизистой носа носителей S. aureus штаммами Corynebacterium подавляет его рост. Это позволяет предположить, что коринебактерии могут обеспечить устойчивость к колонизации и способствовать нормальному заживлению ран [21, 22].

Другие заболевания, которые вызывают коринебактерии

При нарушении иммунитета у пациентов корине-бактерии могут вызывать гнойно-септические заболевания: пневмонии, абсцессы лёгких и муковисце-доз, а также встречаются при эндокардитах, патологии суставов, инфекциях мочевыводящих путей [23, 24, 25].

Недифференцированные Corynebacterium стали внутрибольничными патогенами у больных с ослабленным иммунитетом и пациентов с имплантами. Corynebacterium spp. широко распространены в природе и обитают в человеческом организме. Они вызывают заболевания респираторного тракта. В качестве примера об их роли при пневмониях приводим следующее наблюдение. При изучении образцов из трахеобронхиального дерева у 31 пациента, находившихся на ИВЛ более 5 суток, в 13 случаях идентофицированы подвиды Corynebacterium:

С. amycolatum (n=5), C. pseudodiphteriticum (n=4) и С. striatum (n=4). В одном образце был обнаружен C. macginleyi. На одном и том же образце выросли два разных вида Corynebacterium spp., выделенных из глубоких отделов дыхательных путей. Сопутствующими патогенами в 12 случаях были энтеробактерии: в двух образцах присутствовали Proteus mirabilis, в пяти образцах – Enterobacter cloacae, по одному образцу выделены E.aerogents, Hafnia alvei, Citrobacter koseri и C. freundi, а также Klebsiella pneumonia. Pseudomonas aeruginosa была обнаружена в пяти образцах, а Staphylococcus aureus – в одном образце. Смертность среди этих больных была высокой и составила 65%. Развитию пневмонии у них способствовало нарушение защиты дыхательных путей, снижение клиренса лёгких и повреждение их структуры, а также первичный или приобретенный иммунодефицит после длительного пребывания в отделении интенсивной терапии [26]. Коринебактерии также могут вызывать офтальмологические заболевания, в частности кератит, который связан с ношением контактных линз. Преобладающим штаммом при конъюнктивите является С. macginleyi, этот вид часто вызывает патологию роговицы [27].

По мере распространения заболеваний, ослабляющих иммунную систему, ожидается увеличение инфекций, вызываемых С. macginleyi [29, 30]. Отмечено, что у пациентов с гематологическими злокачественными новообразованиями высокие показатели смертности наблюдали при обнаружении C. striatum или C. jeikeium в культурах крови. Из 60 случаев истинной бактериемии и 55 случаев контаминации, истинная бактеримия была выявлена у 52% пациентов. C. striatum часто рассматривается скорее как колонизатор, чем как истинный патоген, в отличие от C. jeikeium и C. minutissium. У иммуно-компрометированных хозяев или лиц с инородным телом или имплантированным протезом С. stiatum часто не идентифицируется в клинической микробиологической лаборатории, но может быть зарегистрирована как дифтероид. В результате врач может принять его за колонизатора или контами-нанта. Поэтому крайне важно своевременно идентифицировать дифтероиды и надлежащим образом лечить их, чтобы повысить шансы на излечение.

Коринебактерии, обладающие высоким уровнем цитопатического действия

Некоторые виды коринебактерий обладают высоким уровнем цитопатического действия, в частности С. striatum, С. simulans, C. amycolatum, С. jeikeium, C. aurimucosum, С. coyleae, C. falsenii, C. argentoratense, C. freneyi. У лиц с нарушенным иммунитетом они могут вызывать гнойносептические заболевания [22, 25].

Наиболее распространенным видом среди Corynebacterium является С. striatum. Установлено, что С. striatum поражает кожу, верхние и нижние дыхательные пути и может приводить к сепсису. Он может колонизировать протезы суставов, сердечные клапаны и внутривенные устройства [28]. Этот вид чаще других коринебактерий высевается из ожоговых ран. Он устойчив ко многим антибиотикам. Заболевания, вызванные этим видом, поддаются лечению в основном ванкомицином, линезоли-дом и даптомицином. Однако к даптомицину быстро развивается резистентность. В настоящее время для лечения стали применять новый полусинтетиче-ский антибиотик группы липогликопептидов, производное ванкомицина – телаванцин, обладающий бактерицидным действием против полирезистент-ных грамположительных бактерий [31, 32].

Несмотря на то, что сепсис, вызванный C. striatum, наблюдается в основном у пациентов с тяжёлыми ожогами, описан случай развития сепсиса у 22-летнего мужчины в результате получения ожога, разможженой левой кисти, занимавшeй 1% поверхности тела. У больного развился сепсис, вызванный С. striatum, который после интенсивного лечения удалось купировать [33].

Морфологически сходным с С. striatum является C. simulans. Частота выделения С. simulans и С. striatum составила 3,9% и 96%, соответственно. Впервые о С. simulans сообщалось в 2000 году [34]. Микроорганизмы этого вида чувствительны ко многим антибактериальным препаратам [35]. Этот вид в основном обнаруживается в коже (61,5%), вызывая абсцессы, пролежни и некрозы стопы. Значительно реже выделяются из мочи при циститах. Имеются сообщения о двух случаях эндокардита, вызванного C. simulans, закончившиеся летальными исходами на фоне развития полиорганной недостаточности [36, 37].

• C . amycolatum часто встречается при инфекциях кожи и мягких тканей. Этот патоген также может вызывать пневмонию, перитонит и сепсис, эндокардит, который чаще возникает у больных с искусственными клапанами сердца. Известны случаи эндокардитов у недоношенных детей, вызванные штаммами, устойчивыми ко многим антибиотикам [38, 39].

• С . jeikeium является причиной серьёзных внутрибольничных инфекций, таких как эндокардит, остеомиелит, а также сепсис, в результате которого отмечается высокая смертность (30%) [30]. Особенно восприимчивы к инфекции больные, имеющие протезные клапаны или катетеры. Этот вид вызывает кожные поражения, инфицирует ожоговые раны, часто является причиной септического тромбофлебита, пневмонии и перитонита. Высокая леталь-

• ность, при инфекциях, вызванных этим микроорганизмом, обусловлена его множественной лекарственной устойчивостью. Антибиотиком выбора при лечении инфекций, вызванных этим возбудителем, в настоящее время является ванкомицин [25].

• C . aurimucosum описан в 2002 году. При обследовании 57 больных в 2021 году установлено, что C. aurimucosum была выделена в чистой культуре из крови (28%), мочи (28%), костно-синовиальной жидкости (19%), кожи и мягких тканей (14%). Встречаются чернопигментированные варианты C. aurimucosum, которые выделяются из женского урогенитального тракта, приводящие к осложнениям во время беременности, вызывая самопроизвольный аборт [40]. Этот микроорганизм чувствителен к линезолиду, ванкомицину, а также большинство изолятов были восприимчивы к амоксициллину, гентамицину, тетрациклину и рифампицину [41].

• C . coyleae впервые была выделена в 1997 году Funke и др. из культур крови шести пациентов с эпизодами лихорадки неизвестного происхождения. [42]. Описан клинический случай абсцесса поджелудочной железы, вызванный C. coyleae, который первоначально был принят за злокачественное образование [43]. Кроме того, C. coyleae часто связывают с инфекцией мочеполового тракта женщин. Большинство штаммов C. coyleae чувствительны к ванкомицину, более половины штаммов обладали устойчивостью к ципрофлоксацину [44].

• C . falsenii была описана в 1998 году. Этот вид был выделен из крови годовалого ребенка, на бедре которого распространялась эритема. При поступлении в больницу были удалены некротические ткани, в посевах которых обнаружен рост Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae и Bacteroides tectus. Больной получал пиперациллин-тазобактам и ванкомицин, затем только ванкомицин. В последующих посевах крови обнаружен рост грамположительных дифтероидов, которые были индентифицированы и получили название C. falsenii. Колонии микробов через 48–72 часа инкубации дали желтый пигмент, гемолиз отсутствовал. Выделенный микроорганизм был чувствителен к ванкомицину [45]. Имеется информация, что этот вид Corynebacterium является естественным представителем микрофлоры диких и домашних птиц и редко обнаруживается в клинических образцах человека [46, 47].

• C . argentoratense описана Riegel и соавт. в 1995 году. Относится к нелипофильным коринебактери-ям. Этот вид Corynebacterium был выделен из зева четырёх больных [44]. C. argentoratense является возбудителем верхних дыхательных путей, чаще всего встречается при тонзиллите. Может вызывать бактериемию [48].

• C . freneyi описана в 2001 году [49]. Колонии этого микроорганизма светлые и шершавые. Этот вид может выделяеться с поверхности кожи и урогенитального тракта больных, а также быть причиной развития эндокардита. Сообщается о случае бактериемии, вызванной этим микробом после операции на сосудах [50].

Диагностика коринебактерий

Материалом для исследования служат раневое отделяемое, гной, мокрота, отделяемое носоглотки, пунктат костного мозга и лимфатических узлов, кровь, моча и спинномозговая жидкость.

Для культивирования коринебактерий необходимы питательные среды с аминокислотами и витаминами (биотин, парааминобензойная кислота, тиамин), а также кровь или сыворотка. Рост липофильных видов усиливается при добавлении олеиновой кислоты (в составе Твин-80) и дрожжевого экстракта, но достаточно добавить сыворотку или кровь.

Оптимальная температура культивирования – 35–36 °С, рН среды – 7,4.

Посев проводят на любую питательную среду: 5%-й кровяной агар, сывороточный агар, среду Тин-сдаля, среду Бунина, кровяно-теллуритовый агар методом истощающего посева для оценки микробной обсемененности (метод Голда) или методом серийных разведений. Посевы инкубируют в течение 120 часов, просматривая каждые 24 часа.

Схема идентификации и основные биологические свойства недифтерийных коринебактерий представлены в Методических рекомендациях [51].

Бактериологический метод занимает 7–14 дней и не всегда даёт однозначные результаты, особенно при идентификации липофильных видов.

Биохимическое тестирование проводят с использованием тест-полосок API Coryne (bioMérieux SA) для ручной идентификации коринеформных бактерий [6]. Отечественная тест-система № 5 (МИКРОГЕН) позволяет идентифицировать только C. diphtheria.

Современный метод идентификации – секвенирование гена 16S рРНК, позволяющее различить большинство видов рода Corynebacterium. Основан на компьютеризированном сравнении геномных последовательностей. В настоящее время этот метод относительно дорогостоящий.

Для быстрой идентификации коринебактерий используют масс-спектрометрический метод MALDI-ToF-MS, основанный на обнаружении специфических белков клеток микроорганизмов, ионизируемых и детектируемых масс-спектрометром. При идентификации этим методом иногда возникают ошибки, поэтому рекомендуют проводить анализ в двух повторностях. Несмотря на это, метод эффективен и результат получают относительно быстро [52].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время Corynebacterium spp. приобретают всё большее клиническое значение. Ранее неизвестные виды выделяют при различных заболеваниях. Они вызывают кожные инфекции (эритразму и кератолиз), выявляются в ожоговых ранах, некоторые виды служат причиной онкологических поражений кожи. Наиболее распространённый вид – C. striatum – поражает кожу, суставы, дыхательные пути, сердечные клапаны, может приводить к сепсису и часто выделяется из ожоговых ран.

Не менее вирулентны другие виды коринебакте-рий, вызывающие гнойно-септические инфекции у пациентов с бронхолегочной и сердечнососудистой патологией, служащие причиной офтальмологических заболеваний. Многие виды устойчивы к антибиотикам. В связи с этим важны видовая идентификация микроорганизмов и определение их чувствительности к антибактериальным препаратам. Необходимо использовать не только классические культуральные методы, но и привлекать современные подходы: молекулярногенетическое исследование с секвенированием гена 16S рРНК, а также более быстрый метод лабораторной диагностики – масс-спектрометрический анализ (MALDI-ToF-MS).