По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616.31–022:616–002 DOI:10.33920/MED-12-2408-05

Аутобактериоцины микробиоты полости рта, направленные против возбудителей бактериальных осложнений респираторных инфекций

Краева Людмила Александровна доктор медицинских наук, заведующая лабораторией медицинской бактериологии Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера Роспотребнадзора (197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14), профессор кафедры микробиологии, ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ» (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6), E-mail: lykraeva@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-9115-3250
Панин Александр Леонидович кандидат медицинских наук, главный специалист по медицинской логистике Логистического центра Российской антарктической экспедиции ФГБУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт», 199397, Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38, Е-mail: alp.1952@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6411-0274
Деревянченко Ирина Анатольевна биолог бактериологической лаборатории Восточного филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге и Ленинградской области» (192102, г. Санкт-Петербург, Волковский пр-кт, д. 77, лит. А), младший научный сотрудник лаборатории медицинской бактериологии, ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (Санкт-Петербург, 197101, ул. Мира, 14), Е-mail: tamiirina110804@mail.ru, ORCID ID: 0009-0001-5575-1296

Последние годы отмечены широким распространением респираторных вирусных инфекций, которые часто сопровождаются развитием бактериальных осложнений. Наибольшую опасность представляют внутрибольничные штаммы с множественной лекарственной устойчивостью. Одним из способов борьбы с антибиотикорезистентными штаммами является возможность использования бактериоцинов, продуцируемых некоторыми бактериями, которые присутствуют в организме человека, в продуктах питания и окружающей среде. Наибольший интерес вызывают штаммы аутобактериоцинов, выделенных из собственной нормальной микробиоты человека, не имеющей иммунного отторжения. Цель исследования: изучить антибактериальное действие аутобактериоцинов микробиоты полости рта в отношении основных возбудителей бактериальных осложнений при респираторных инфекциях. Исследованы 6 референтных штаммов из группы ES-KAPE (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniaе, Acinetobacter baumannii, Рseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp.) и 18 мультирезистентных штаммов этой же группы, выделенных из респираторного тракта лиц с бактериальными осложнениями вирусных инфекций. В исследовании применяли бактериологический, молекулярно-биологический, статистические методы, а также масс-спектрометрический метод исследования. Наибольшую эффективность в отношении мультирезистентных штаммов из группы ESKAPE проявили аутобактериоцины, выделенные из бактерий Enterococcus faecalis, Streptococcus salivarius, Lactobacillus paracazei. При этом концентрация бактерий — продуцентов бактериоцинов в среде совместного культивирования была в 500 и 1000 раз меньше, чем штаммов, против которых они направлены. Подавление роста мультирезистентных штаммов в 2–3 раза, по сравнению с исходным, наблюдалось уже через 2 часа. Таким образом, антибактериальная эффективность аутобактериоцинов в отношении резистентных штаммов бактерий, выделенных от одного и того же человека, говорит о возможности персонифицированного подхода к получению и использованию аутопробиотических штаммов бактерий для борьбы с бактериальными осложнениями респираторного тракта.

Литература:

1. Morens D.M., Fauci A. S. Emerging infectious diseases: threats to human health and global stability // PLoS pathogens. — 2013. — Vol. 9. — №. 7. — P. e1003467.

2. Morris D. E., Cleary D.W., Clarke S.C. Secondary bacterial infections associated with influenza pandemics // Frontiers in microbiology. — 2017. — Vol. 8. — P. 1041.

3. Бенгоэчеа, Х.А. SARS-CoV-2, бактериальные коинфекции и резистентность к противомикробным препаратам: смертельное трио при COVID-19? / Х.А. Бенгоэчеа, К.Дж. Дж. Бэм-форд // Juvenis scientia. — 2020. — Т. 6, № 5. — С. 42–50. Bengoechea, Kh.A. SARS-CoV-2, bakterialnye koinfektsii i rezistentnost k proti-vomikrobnym preparatam: smertelnoe trio pri COVID-19? [SARS-CoV-2, bacterial co-infections and antimicrobial resistance: a deadly trio in COVID-19?] / Kh.A. Bengoechea, K.J. J. Bamford // Juvenis scientia. — 2020. — Vol. 6, No. 5. — P. 42–50. (In Russ.)

4. Dumas A. [et al.] The role of the lung microbiota and the gut — lung axis in respiratory infectious diseases // Cellular microbiology. — 2018. — Vol. 20. — №. 12. — P. e12966.

5. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics. World Health Organization. 2017. [Internet] URL: http://www.who.int/medicines/ publications/WHO-PPL-Short_Summary_25Feb-ET_NM_WHO.pdf?ua=1 (accessed on May 03, 2023).

6. Mulani M. S., Kamble E. E., Kumkar S.N., Tawre M. S., Pardesi K.R. Emerging Strategies to Combat ESKAPE Pathogens in the Era of Antimicrobial Resistance: A Review. Front Microbiol. 2019, 10 (539). — DOI: 10.3389/fmicb.2019.00539.

7. Denissen, J. Prevalence of ESKAPE pathogens in the environment: Antibiotic resistance status, community-acquired infection and risk to human health / J. Denissen, B. Reyneke, M. Waso-Reyneke // International journal of hygiene and environmental health. — 2022. — V.244. — P. 114006.

8. Андрюков, Б. Г. Мобильные генетические элементы прокариот и их роль в формировании резистентности к антибиотикам у патогенных бактерий / Б. Г. Андрюков, Н.Н. Беседнова, Т.С. Запорожец // Антибиотики и химиотерапия. — 2022. — № 1–2. — С.62–74. Andriukov, B.G. Mobilnye geneticheskie elementy prokariot i ikh rol v formirovanii rezistentnosti k antibiotikam u patogennykh bakterii [Mobile genetic elements of prokaryotes and their role in the formation of antibiotic resistance in pathogenic bacteria] / B.G. Andriukov, N.N. Besednova, T. S. Zaporozhets // Antibiotiki i khimioterapiia [Antibiotics and Chemotherapy]. — 2022. — No. 1–2. — P. 62–74. (In Russ.)

9. Кузьменков, А. Ю., Виноградова А. Г., Трушин И.В., Эйдельштейн М.В., Авраменко А.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С. AMRmap — система мониторинга антибиотикорезистентности в России. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021, Т.23, № 2. С. 198–204. — DOI: 10.36488/cmac.2021.2.198–204. Kuzmenkov, A. Iu., Vinogradova A.G., Trushin I.V., Eidelshtein M.V., Avramenko A.A., Dekhnich A.V., Kozlov R. S. AMRmap — sistema monitoringa antibiotikorezistentnosti v Rossii [AMRmap is a system for monitoring antibiotic resistance in Russia]. Klinicheskaia mikrobiologiia i antimikrobnaia khimioterapiia [Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy]. 2021, Vol. 23, No. 2. P. 198–204. — DOI: 10.36488/cmac.2021.2.198–204. (In Russ.)

10. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 25 сентября 2017 г. № 2045-р «Об утверждении Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности в Российской Федерации на период до 2030 года» // «Собрание законодательства РФ», 09.10.2017, № 41, ст.5990. Order of the Government of the Russian Federation dated September 25, 2017 No. 2045-r «On approval of the Strategy for preventing the spread of antimicrobial resistance in the Russian Federation for the period until 2030» // «Collected Legislation of the Russian Federation», 10/09/2017, No. 41, Art. 5990. (In Russ.)

11. Светоч, Э.А. Возможный механизм взаимодействия бактериоцинов с чувствительными клетками бактерий / Э.А. Светоч, В.И. Суровцев, В.М. Борзенков // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. — 2021. — № 17. — С. 42–45. Svetoch, E.A. Vozmozhnyi mekhanizm vzaimodeistviia bakteriotsinov s chuvstvitelnymi kletkami bakterii [Possible mechanism of interaction of bacteriocins with sensitive bacterial cells] / E.A. Svetoch, V. I. Surovtsev, V.M. Borzenkov // Vestnik biotekhnologii i fiziko-khimicheskoi biologii im. Iu.A. Ovchinnikova [Bulletin of biotechnology and physical-chemical biology named after Yu.A. Ovchinnikov]. — 2021. — No. 17. — P. 42–45. (In Russ.)

12. Фаги Pseudomonas aeruginosa — как альтернативный подход в антимикробной терапии / М.С. Алексюк, П. Г. Алексюк, А.П. Богоявленский, В.Э. Березин // Вестник Казахского Национального медицинского университета. — 2018. — №. 3. — С. 22–27. Fagi Pseudomonas aeruginosa — kak alternativnyi podkhod v antimikrobnoi terapii [Pseudomonas aeruginosa phages — as an alternative approach in antimicrobial therapy] / M. S. Aleksiuk, P.G. Aleksiuk, A.P. Bogoiavlenskii, V. E. Berezin // Vestnik Kazakhskogo Natsionalnogo meditsinskogo universiteta [Bulletin of the Kazakh National Medical University]. — 2018. — No. 3. — P. 22–27. (In Russ.)

13. Overview of global trends in classification, methods of preparation and application of bacteriocins / M. Zimina, O. Babich, A. Prosekov [et al.] // Antibiotics. — 2020. — V. 9. — №. 9. — P. 553.

14. Стоянов, И.А. Строение и функции бактериоцинов, используемых в пищевой промышленности / И.А. Стоянов, В.С. Тюменцева // Лучший исследовательский проект 2021. — 2021. — С. 66–72. Stoianov, I.A. Stroenie i funktsii bakteriotsinov, ispolzuemykh v pishchevoi promyshlennosti [Structure and functions of bacteriocins used in the food industry] / I.A. Stoianov, V. S. Tiumentseva // Best research project 2021. — 2021. — P. 66–72. (In Russ.)

15. Bacteriocins from lactic acid bacteria. A powerful alternative as antimicrobials, probiotics, and immunomodulators in veterinary medicine / Hernández-González J.C. Martínez-Tapia, A., LazcanoHernández, G. [et al.] // Animals. — 2021. — V. 11. — №. 4. — P. 979.

16. Ильин В.К., Суворов А.Н., Кирюхина Н.В., Усанова Н.А., Старкова Л.В., Бояринцев В.В., Карасева А.Б. Аутопробиотики как средство профилактики инфекционно-воспалительных заболеваний у человека в искусственной среде обитания //Вестник Российской академии медицинских наук. — 2013. — Т. 68. — №. 2. — С. 56–62. Iliin V.K., Suvorov A.N., Kiriukhina N.V., Usanova N.A., Starkova L.V., Boiarintsev V.V., Karaseva A.B. Autoprobiotiki kak sredstvo profilaktiki infektsionno-vospalitelnykh zabolevanii u cheloveka v iskusstvennoi srede obitaniia [Autoprobiotics as a means of preventing infectious and inflammatory diseases in humans in artificial habitats] // Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences]. — 2013. — Vol. 68. — No. 2. — P. 56–62. (In Russ.)

17. Абатуров, А. Е. Потенциальное значение бактериоцинов при этиологическом приеме инфекционных заболеваний респираторного тракта / А. Е. Абатуров, Т.А. Крючко // Здоровье ребенка. — 2017. — № 12. — С. 812–819. Abaturov, A. E. Potentsialnoe znachenie bakteriotsinov pri etiologicheskom prieme infektsionnykh zabolevanii respiratornogo trakta [Potential significance of bacteriocins in the etiological intake of infectious diseases of the respiratory tract] / A. E. Abaturov, T.A. Kriuchko // Zdorovie rebenka [Child’s Health]. — 2017. — No. 12. — P. 812–819. (In Russ.)

18. Wescombe PA, Heng NC, Burton JP, Chilcott CN, Tagg JR. Streptococcal bacteriocins and the case for Streptococcus salivarius as model oral probiotics. Future Microbiol. 2009 Sep;4 (7):819–35. doi: 10.2217/fmb.09.61. PMID: 19722837.

19. Eaton TJ, Gasson MJ. Molecular screening of Enterococcus virulence determinants and potential for genetic exchange between food and medical isolates. Appl Environ Microbiol 2001; 67: 1628–1635.

20. Surachat K, Sangket U, Deachamag P, Chotigeat W (2017) In silico analysis of protein toxin and bacteriocins from Lactobacillus paracasei SD1 genome and available online databases. PLoS ONE 12 (8): e0183548. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0183548.

21. Bacteriocins: Classification, synthesis, mechanism of action and resistance development in food spoilage causing bacteria / R. Kumariya, A.K. Garsa, Y. S. Rajput [et al] //Microbial pathogenesis. — 2019. — V. 128. — P. 171–177.

22. Головерова Ю.А. Уровень заболеваемости инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, в отделениях высокого эпидемиологического риска инфицирования / Ю.А. Головерова, Г. Г. Марьин, С.В. Шабалина, [и др.] // Инфекционные болезни. — 2019. — Т. 17. — № 3. — С. 69–73. Goloverova Iu.A. Uroven zabolevaemosti infektsiiami, sviazannymi s okazaniem meditsinskoi pomoshchi, v otdeleniiakh vysokogo epidemiologicheskogo riska infitsirovaniia [The incidence of infections associated with the provision of medical care in departments of high epidemiological risk of infection] / Iu.A. Goloverova, G.G. Mariin, S.V. Shabalina, [et al.] // Infektsionnye bolezni [Infectious Diseases]. — 2019. — Vol. 17. — No. 3. — P. 69–73. (In Russ.)

23. Enterococcus spp. as a producer and target of bacteriocins: a double-edged sword in the antimicrobial resistance crisis context / A.C. Almeida-Santos, C. Novais, L. Peixe, A.R. Freitas // Antibiotics. — 2021. — V. 10. — №. 10. — P. 1215.

Отличительной особенностью последних десятилетий является появление вспышек и эпидемий, обусловленных возбудителями вновь появляющихся инфекций [1]. Многолетние исследования свидетельствуют о том, что острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) часто сопровождаются иммунной супрессией, что приводит к длительной виремии, активации бактерий в очаге инфекции и развитию бактериальных осложнений. Подобный сценарий был характерен для всех пандемий гриппа [2] и отмечался при новой коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2 (COVID-19) [3]. При этом происходит инфицирование различными бактериальными патогенами, среди которых наибольшей значимостью отличаются возбудители госпитальных инфекций [4].

Наиболее высокая летальность пациентов отмечается в реанимационных отделениях при заражении их бактериями группы ESKAPE [5]. Представители этой группы отличаются наиболее выраженной резистентностью к антибиотикам: Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniaе, Acinetobacter baumannii, Рseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp. [6]. Они причастны к развитию многих внутрибольничных инфекций, таких как бактериемия, инфекция мочевыводящих путей, пневмония, менингит и раневые инфекции [7]. Возбудители ESKAPE в процессе эволюции выработали механизмы устойчивости к различным классам антибиотиков путем генетических мутаций и посредством мобильных генетических элементов [8]. Штаммы этой группы, выделенные в Российской Федерации, отличаются наиболее высокой множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) к антибактериальным препаратам [9].

В связи с тем, что разработка новых антибактериальных препаратов в последние годы претерпевает значительный кризис, российским и международным медицинским сообществом предложены пути решения этой проблемы путем исследования и разработки различных способов борьбы с резистентными штаммами бактерий [10]. Как известно, некоторые бактерии способны продуцировать вещества, обладающие антимикробным действием, — бактериоцины [11]. Они обладают преимуществами по сравнению с антибиотиками: бактериоцины вызывают необратимое повреждение и гибель клетки-мишени, что препятствует развитию резистентности у бактерий к действующему веществу; штаммы-продуценты бактериоцинов обладают активностью даже в отношении штаммов с МЛУ; бактериоцины полностью расщепляются в организме человека, в отличие от антибиотиков, не приводя к накоплению токсичных компонентов [12].

Для Цитирования:
Краева Людмила Александровна, Панин Александр Леонидович, Деревянченко Ирина Анатольевна, Аутобактериоцины микробиоты полости рта, направленные против возбудителей бактериальных осложнений респираторных инфекций. Терапевт. 2024;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: