Use of gel with bacteriophages to sanitize the nasopharynx in Staphylococcus aureus carriers among the staff of an obstetric facility

Priputnevich T.V., Rodchenko Yu.V., Lyubasovskaya L.A., Chubarov V.V., Zubkov V.V., Shmakov R.G.

Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow 117997, Ac. Oparina str. 4, Russia
Objective. To investigate the efficacy and safety of gel with bacteriophages for nasopharyngeal sanitation in the medical staff of an obstetric facility in order to prevent nosocomial infections caused by S. aureus.
Subjects and methods. The investigation enrolled 55 workers from the Neonatal Departments of the Center and a maternity room who had bacteriologically verified S. aureus carriage. The nasopharynx of the medical workers was sanitized with the gel and bacteriophages Otofag (Mikromir, Russia) for 7 days.
Results. Microbiological monitoring showed the efficiency of nasopharyngeal sanitation in 94% of the medical workers in the first control test 1-2 weeks after sanitation and in 75.5% of the examinees in the second control test 1-2 months after this procedure. Adverse events were noted in none of the study participants.
Conclusion. Otofag showed its efficacy and safety in sanitizing staphylococcus carriers in the obstetric facilities and may be used for periodic preventive sanitation of the nasopharynx of medical staff.

Keywords

bacteriophages
S. aureus
medical workers
sanitation

Количество здоровых носителей Staphylococcus aureus в верхних дыхательных путях в общей популяции взрослого населения по разным данным составляет от 12 до 50%, среди персонала медицинских организаций достигает 35% [1, 2], что приводит к увеличению вероятности инфицирования пациентов.

Приказ Министерства здравоохранения РФ №302н от 12 апреля 2011 года «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования)» регламентирует обследование на носительство золотистого стафилококка медицинского персонала при поступлении на работу и в дальнейшем 1 раз в 6 месяцев [3]. Однако в данном документе отсутствуют мероприятия, которые необходимо применять после выявления золотистого стафилококка у медицинских работников, и нет рекомендаций по способам санации носителей. Необходимость санации определяется врачом-эпидемиологом медицинской организации в соответствии с существующей эпидемиологической ситуацией. Принудительная санация недопустима и может быть расценена как нарушение конституционных прав человека, поскольку S. aureus является представителем нормальной микрофлоры носоглотки. При этом препараты для санации должны быть не только высокоэффективными, но и безопасными.

Учитывая нарастающую антибиотикорезистентность бактериальных патогенов темпы создания новых антибактериальных препаратов с годами стали уменьшаться. В последние годы исследователи всего мира обращают внимание на разработку альтернативных способов лечения и профилактики инфекций, и одним из перспективных направлений является использование препаратов бактериофагов [4].

Механизм действия бактериофагов связан с диффузией фаговых вирионов в макроорганизм, последующим контактом фага с бактериальными клетками и специфической адсорбцией фагов на ней. После возникновения устойчивой связи между рецепторным участком бактериальной клетки и вирионом адсорбция фага становится необратимой. Фаговая ДНК или РНК поступает в цитоплазму бактериальной клетки, вызывал блокирование синтеза ее белков. После репликации и сборки зрелых вирионов наступает лизис клеточной стенки с выходом новых фаговых вирионов во внешнюю среду. Строгая специфичность бактериофагов и их накопление в месте локализации воспалительного процесса – важная особенность фаготерапии, выгодно отличающая ее от этиотропных химиотерапевтических средств, обладающих широкой антимикробной активностью, отрицательной стороной которых является воздействие на нормальную микрофлору организма хозяина и быстрая утрата эффективности из-за развития резистентности возбудителей [5–7].

Ко многим видам бактерий выделено большое количество вирулентных фагов. Они обладают высокой эффективностью in vitro в отношении чувствительных к ним культур бактерий, лизируя их в течение часа. Для реализации лечебного эффекта в организме животных или человека фаг должен достигнуть очага инфекции в количестве, достаточном для размножения [5–7].

В современной клинической практике фаготерапию чаще всего применяют при лечении локальных воспалительных процессов и инфекций желудочно-кишечного тракта [5]. Фаготерапия показывает хорошие результаты при инфекциях, вызванных S. aureus [5, 8].

Можно полагать, что рациональное профилактическое применение бактериофагов в стационаре поможет значительно снизить антибиотический пресс и замедлить процесс формирования полирезистентных штаммов микроорганизмов, а также снизить частоту нежелательных реакций, возникающих при лечении антибиотиками. Свести к минимуму развитие резистентности бактерий к фагам возможно посредством комбинирования нескольких бактериофагов, направленных против конкретного патогена [5, 7]. Вероятно, использование смеси (коктейлей) анти-S. aureus бактериофагов позволяет пролонгировать их клинический эффект, как показано в работе A. Drilling и соавт. у больных с синуситами [8].

В большинстве родовспомогательных учреждений нашей страны S. aureus остается основной причиной вспышек инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП). В нашем исследовании были использованы бактериофаги для санации носителей S. aureus среди персонала родильного блока и неонатальных отделений.

Цель исследования – оценить эффективность и безопасность геля с бактериофагами при санации носоглотки у носителей S. aureus, работающих в родильном блоке и неонатальных отделениях.

Материал и методы исследования

Работу проводили в период с августа 2014 года по январь 2015 года на базе отдела микробиологии и клинической фармакологии ФГБУ НЦАГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России (далее – Центр).

В исследование включено 55 сотрудников неонатальных отделений и родильного блока Центра с бактериологически подтвержденным носительством S. aureus в носоглотке и давших согласие на участие в исследовании.

Для санации использовали гель отофаг (НПЦ «МикроМир», Россия), содержащий комплекс из 32 видов бактериофагов, подавляющих рост 12 видов условно-патогенных микроорганизмов, из них 8 видов бактриофагов, специфичных для S. aureus.

Санацию носителей осуществляли по следующей схеме: сотрудники самостоятельно вводили шприцем интраназально 1 мл геля отофаг 2 раза в день (утром и вечером) в течение 7 дней.

Побочные явления оценивали по субъективным ощущениям медицинских работников, принимающих участие в исследовании.

Микробиологическое исследование мазков со слизистой носа проводили трижды: первое – до санации гелем с бактериофагами отофаг, второе – через 1–2 недели после окончания курса санации, третье – через 1–2 месяца после окончания курса санации.

Взятие мазков из носа осуществляли стерильными ватными тампонами, которые помещали в пробирки с транспортной угольной средой Эймса (Copan, Италия).

Посев биологического материала проводили на маннит-солевой агар с добавлением желточной эмульсии (HiMedia, Индия). Видовую идентификацию выделенных микроорганизмов выполняли методом MALDI-TOF-MS анализа на масс-спектрометре AutoflexIII (Bruker Daltonics, Германия). Контроль качества чувствительности к исследуемому фагу осуществляли с применением контрольного штамма Microtrol (Becton Dickinson, США) американской коллекции типовых культур (American type culture collection – АТСС) (Манасас, Вирджиния, США) – S.aureus ATCC 25923, образующего чистые зоны лизиса при нанесении исследуемого препарата.

Чувствительность к антибиотикам выделенных изолятов S. aureus определяли диско-диффузионным методом на агаре Мюллера–Хинтон (HiMedia, Индия). Интерпретацию результатов проводили в соответствии с рекомендациями CLSI 2014 года [9].

Выделенные изоляты S. aureus тестировали на наличие метициллин-резистентности (определение чувствительности к цефокситину) и пенициллиназы (с помощью диска с нитроцефином). Использовали стандартные диски цефокситин 30 мкг (BioRad, Франция).

Чувствительность к исследуемому препарату бактериофага определяли на агаре Мюллера-Хинтон по следующей схеме:

  • на агар тампоном наносили микробную взвесь мутностью 0,5 МакФарланда (приготовление инокулята осуществляли в соответствии с МУК 4.12.1890-04);
  • на поверхность агара помещали одну каплю геля с бактериофагами отофаг;
  • инкубировали 18–24 часа в аэробных условиях при температуре 36°С.

Оценивали зоны лизиса в области капли геля через 18–24 часа инкубации. Оценку литической активности фага проводили по методике, описанной в федеральных клинических рекомендациях [4].

«-» отсутствие литической активности;

«+» низкая активность;

«++» образование зоны лизиса с большим количеством колоний вторичного роста бактерий;

«+++» зона лизиса с единичными колониями вторичного роста бактерий;

«++++» прозрачная зона лизиса без колоний вторичного роста бактерий.

Чувствительными (S) считали изоляты с результатами «++++», умеренно-чувствительными (I) – изоляты «+++» и «++», устойчивыми (R) – «+» и «-».

Статистические методы. Полученные данные статистически обрабатывали с помощью программы MS Excel. Оценка статистической значимости различной эффективности применения геля с бактериофагами в группах сотрудников, колонизированных чувствительными и умеренно-чувствительными штаммами S. aureus проводили с расчетом показателя хи-квадрат. Статистически достоверным считали данные с P<0,05.

Результаты исследования

При первичном микробиологическом исследовании мазков из носа выделено 55 метициллин-чувствительных изолятов S. aureus (MSSA). Изоляты, вырабатывающие пенициллиназу, обнаружены у 35 (70%) носителей. При постановке теста на чувствительность к исследуемому препарату in vitro 69% (38 изолятов) оказались чувствительными к фагу, 23,7% (13 изолятов) – умеренно-чувствительными и 7,3% (4 изолята) – резистентными (рисунок). Из исследования были исключены четыре сотрудника, у которых выделены изоляты S. aureus, устойчивые к отофагу.

Первое контрольное обследование сотрудников проводили через 1–2 недели после окончания курса санации фагом. У 48 сотрудников из 51 (94%) наблюдалась элиминация S. aureus из носоглотки.

В табл. 1 представлена клиническая эффективность санации в сопоставлении с результатами тестирования чувствительности к фагам изолятов S. aureus, выделенных у носителей. В группе сотрудников, колонизированных чувствительным к препарату S. aureus, у 37 из 38 человек (97%) роста золотистого стафилококка не выявлено, у одного сотрудника (3%) санация не достигнута.

В группе сотрудников, у которых S. aureus был умеренно устойчив к исследуемому препарату, у 11 из 13 (84,6%) не обнаружено роста золотистого стафилококка, а у двух (15,4%) повторно обнаружен S. aureus.

Достоверных различий эффективности применения препарата бактериофагов в группах участников, колонизированных чувствительными и умеренно чувствительными к исследуемому препарату вариантами S. aureus не получено (χ2=1,0, p>0,05).

При повторном контроле (контроль 2), через 1–2 месяца после санации у 38 сотрудников из 51 (74,5%) S. aureus не обнаружены, а у 13 (25,5) вновь выделен S. aureus.

В группе сотрудников, колонизированных чувствительными к исследуемому препарату изолятами S. aureus, у 29 (76,3%) из 38 человек роста золотистого стафилококка не выявлено, но у 9 (23,7%) вновь обнаружено носительство S. aureus. В группе сотрудников, у которых стафилококки были умеренно устойчивы к исследуемому препарату, у 8 из 13 (61,5%) не обнаружено золотистого стафилококка, тогда как у 5 (38,5%) S. aureus обнаружен повторно (табл. 2).

Достоверных различий эффективности применения препарата бактериофагов в группах участников, колонизированных чувствительными и умеренно чувствительными к исследуемому препарату вариантами S. aureus не получено (χ2=0,02 p>0,05).

Побочных явлений при использовании геля с бактериофагами не отмечено. Многие участники исследования отмечали приятную текстуру геля и удобство применения препарата.

Обсуждение

Распространенность S. aureus в медицинских организациях среди пациентов и персонала, а также в воздухе и предметах внутрибольничной среды в значительной мере определяет вероятность и частоту развития случаев инфекций, вызванных S.aureus у пациентов, в первую очередь, у новорожденных. В медицинских организациях родовспоможения S. aureus продолжает оставаться основным возбудителем конъюнктивита, омфалита, гнойничковых поражений кожи и сепсиса у новорожденных.

Носительство золотистого стафилококка в популяции медицинских работников – явление нередкое, при этом особую клиническую значимость оно приобретает в стационарах, с иммунокомпромиссным контингентом больных: новорожденные, пациенты отделений реанимации и интенсивной терапии.

Существует большое разнообразие антимикробных препаратов, которые используют с целью санации, однако эти препараты должны быть не только эффективными, но и безопасными. Более того, препараты не должны становиться причиной селекции устойчивых к антибиотикам штаммов микроорганизмов.

В эксперименте на животных применение коктейлей бактериофагов для профилактики системных и лечения локальных инфекций, вызванных метицилин-резистентными (MRSA), показало хорошие результаты, причем эффект оказался сопоставим с лечением ванкомицином и клиндамицином [5].

В Российской практике применения бактериофагов показана хорошая эффективность в отношении основных возбудителей ИСМП вызванных MRSA и полирезистентными штаммами Pseudomonas aeruginosa [10].

В данной статье представлены результаты клинической апробации геля с бактериофагами отофаг для санации носителей S. aureus среди медицинского персонала. Наши исследования показали, что через 1–2 недели после завершения курса санации у 94% участников S. aureus не был обнаружен и через 1–2 месяца 74,5% сотрудников оставались свободны от носительства S. aureus, то есть через 1–2 месяца после санации реинфицирование S. aureus происходило только у 25,5% участников. Это дает основание предполагать, что гель с фагами может быть применен в предэпидемический период для снижения нагрузки S. aureus в стационаре.

Показателен положительный опыт широкого применения стафилококковых фагов в период эпидемического неблагополучия, вызванного MSSA, несущего комплекс генов, кодирующих синтез лейкоцидина Пантона–Валентайна (MSSA-PVL) в условиях родильного дома. Стафилококковый бактериофаг применяли для санации носителей среди медицинского персонала, лечения и экстренной профилактики инфекции у пациентов, обработки внешней среды, что в комплексе с другими мероприятиями позволило остановить циркуляцию MSSA-PVL [2].

В клинической практике используются вирулентные бактериофаги, которые, уничтожая патогенные бактерии, не нарушают нормофлору и не влияют на органы и системы организма хозяина. Это позволяет применять бактериофаги у всех категорий пациентов как эффективное и безопасное антибактериальное средство профилактики и терапии, в том числе в комбинации с антибиотиками [4].

Удобство интраназального введения гелевой формы препарата повышает у персонала приверженность к фаготерапии. Гель дольше задерживается в полости носа, что позволяет пролонгировать воздействие высоких титров фаговых частиц на колонизированную S. aureus слизистую оболочку.

Заключение

Гель с бактериофагами отофаг является безопасным и эффективным средством для санации носителей стафилококка в родовспомогательных учреждениях. Может быть использован для периодической профилактической санации носоглотки медицинского персонала.

Supplementary Materials

  1. Sensitivity S.aureus to Gel with bacteriophages in vitro
  2. Тable 1. Results of sanation by "Оtophage" for S. aureus carriers according to in vitro sensitivity of isolates. Control I
  3. Тable 2. Results of sanation by "Оtophage" for S. aureus carriers according to in vitro sensitivity of isolates. Control 2

References

1. Ismagilova N.F., Kozhevnikova Yu.P., Sokolova E.V. Comparative characteristics of the carriage of Staphylococcus aureus in students of OOMK, specialty "Midwifery". Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2014; 6: 146-7 (in Russian)

2. Ivanova N.Yu., Shirokova I.Yu., Dmitrenko O.A., Kovalishena O.V., Kopassovskaya O.V. Epidemic trouble in the maternity ward, called methicillin-sensitive Staphylococcus aureus, carrying a set of genes coding for the synthesis of Panton-Valentine leukocidin. Infectious diseases. 2013; 11 (Supplement 1): Proceedings of the V of the annual All-Russian Congress on Infectious Diseases. Moscow, March 25-27, 2013. (in Russian)

3. An order from the Ministry of Health of the Russian Federation № 302n "On approval of lists of harmful and (or) hazardous production factors and work under which a compulsory preliminary and periodic medical examinations (surveys), and procedures for compulsory medical examinations (surveys) workers engaged in heavy work and work in harmful and (or) dangerous working conditions "of 12 April 2011. (in Russian)

4. Rational use of bacteriophages for therapeutic and epidemiology practice. Federal clinical (methodological) recommendations. Moscow; 2014. 54 p. (in Russian).

5. Tamariz J.H., Lezameta L., Guerra H. Phagotherapy faced with Staphylococcus aureus methicilin resistant infections in mice. Rev. Peru. Med. Exp. Salud Publica. 2014; 31(1): 69-77.

6. Pagava K.I., Metskhvarishvili G.D., Gachechiladze K.K., Korinteli I.A., Khoĭle N., Dzuliashvili M.G. Some immunological changes in children with bacterial infections treated with bacteriophages. Georgian Med. News. 2012; 212: 64-9.

7. Dalmasso M., Hill C., Ross R.P. Exploiting gut bacteriophages for human health. Trends Microbiol. 2014; 22(7): 399-405.

8. Drilling A., Morales S., Jardeleza C., Vreugde S., Speck P., Wormald P.J. Bacteriophage reduces biofilm of Staphylococcus aureus ex vivo isolates from chronic rhinosinusitis patients. Am. J. Rhinol. Allergy. 2014; 28(1): 3-11.

9. Patel J.B. Perfomance standarts for antimicrobial susceptibility testing; twenty-fourth informational supplement. 24th ed. Clinical & Laboratory Standards Institute; 2014. 219p.

10. Melkumyan A., Mitichkin A., Berezhanskiy B., Varnavin O., Alekseev A. Phage sensitivity of multiresistant strains of microorganisms. In: Programme and Abstract 24rd European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID) Barcelona, Spain,10-12 May 2014. ePoster N eP205.

Received 25.09.2015
Accepted 02.10.2016

About the Authors

Priputnevich Tatiana V., MD, Head of research Department of clinical pharmacology and microbiology, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +79104145616. E-mail: priput1@gmail.com
Rodchenko Julia V., physician microbiologist in the Department of clinical pharmacology in Department of clinical pharmacology and microbiology, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +79653746373. E-mail: docrodchenko@mail.ru
Lyubasovskaya Lyudmila A., PhD, Head of Department of clinical pharmacology in Department of clinical pharmacology and microbiology, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +79060744246. E-mail: labmik@yandex.ru
Chubarov Valeriy V., physician epidemiologist in the Department of clinical pharmacology in Department of clinical pharmacology and microbiology, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +79299347577. E-mail: v.chubarov@oparina4.ru
Zubkov Viktor V., MD, Head Department of neonatology, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +79637504877. E-mail: v_zubkov@oparina4.ru
Shmacov Roman G., MD, Head Physician, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparin str. 4. Tel.: +74954387200. E-mail: r_shmakov@oparina4.ru

For citations: Priputnevich T.V., Rodchenko Yu.V., Lyubasovskaya L.A., Chubarov V.V., Zubkov V.V., Shmakov R.G. Use of gel with bacteriophages to sanitize the nasopharynx in Staphylococcus aureus carriers among the staff of an obstetric facility. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016; (3): 111-115. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.3.111-115

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.