Proteus mirabilis: характеристика и инфекции¶

Proteus mirabilis — вид грамотрицательных факультативно-анаэробных бактерий семейства Morganellaceae (ранее Enterobacteriaceae), относящийся к роду Proteus. Представляет собой палочковидный микроорганизм, известный своей способностью к активному роению (swarming) на плотных питательных средах и уреазной активности. Бактерия является распространённым представителем нормальной микрофлоры кишечника человека и животных, однако при определённых условиях выступает возбудителем оппортунистических инфекций, преимущественно мочевыводящих путей.

¶Таксономия и морфология

Вид Proteus mirabilis впервые описан в 1885 году немецким бактериологом Густавом Хаузером, который также выделил род Proteus. Название рода происходит от имени древнегреческого морского божества Протея, способного менять облик, что отражает феномен плеоморфизма бактерий. До 2020 года род относили к семейству Enterobacteriaceae, затем переклассифицировали в семейство Morganellaceae на основании филогенетического анализа.

Клетки Proteus mirabilis представляют собой прямые палочки размером 0,4–0,8 × 1,0–3,0 мкм. Бактерия обладает перитрихальными жгутиками (расположенными по всей поверхности), что обеспечивает высокую подвижность. В отличие от многих энтеробактерий, не образует капсулу и споры. На кровяном агаре колонии характеризуются феноменом роения: волнообразное распространение по поверхности среды в виде концентрических колец, обусловленное сменой фаз подвижных (роящихся) и неподвижных (вегетативных) клеток.

¶Биохимические свойства

Proteus mirabilis проявляет выраженную биохимическую активность. Ключевые признаки вида:

продукция уреазы — фермента, гидролизующего мочевину до аммиака и углекислого газа;
дезаминация фенилаланина (положительная реакция);
отсутствие ферментации лактозы;
продукция сероводорода;
положительная реакция на индол отсутствует (отличие от Proteus vulgaris);
способность к декарбоксилированию орнитина;
утилизация цитрата.

На среде Плоскирева и висмут-сульфитном агаре образует характерные колонии с почернением среды за счёт выделения сероводорода. Оптимальная температура роста — 35–37 °C, pH — 7,0–7,4.

¶Экология и распространение

Proteus mirabilis широко распространён в окружающей среде: обнаруживается в почве, воде, сточных водах, на разлагающихся органических субстратах. Входит в состав нормальной микробиоты желудочно-кишечного тракта человека и многих животных (крупного рогатого скота, свиней, собак). В кишечнике присутствует в относительно небольших количествах, однако при дисбактериозе или иммунодефицитных состояниях возможно избыточное размножение.

Бактерия устойчива во внешней среде: сохраняет жизнеспособность в воде и почве в течение нескольких месяцев. Чувствительна к действию обычных дезинфицирующих средств (хлорсодержащие препараты, перекись водорода, 70 % этанол) при соблюдении времени экспозиции.

¶Патогенность и факторы вирулентности

Proteus mirabilis является условно-патогенным микроорганизмом. Основные факторы патогенности:

Уреаза — ключевой фермент, расщепляющий мочевину. Повышение pH мочи приводит к образованию струвитных (магниево-аммонийных) и апатитных (кальций-фосфатных) камней в почках и мочевом пузыре.
Подвижность и роение — способствуют восходящему распространению инфекции по мочевыводящим путям к почкам.
Адгезины (пили и фимбрии) — обеспечивают прикрепление к эпителию урогенитального тракта.
Гемолизины (HpmA, HlyA) — повреждают мембраны эукариотических клеток, способствуют выходу питательных веществ.
Протеазы и IgA-протеазы — разрушают иммуноглобулины и тканевые белки.
ЛПС (липополисахарид) — эндотоксин, вызывающий системную воспалительную реакцию.
Флагеллин — белок жгутиков, индуцирующий провоспалительный ответ через TLR5-рецепторы.

¶Заболевания, вызываемые бактерией

¶Инфекции мочевыводящих путей

Наиболее частый клинический сценарий — уретрит, цистит, пиелонефрит. Инфекции развиваются преимущественно у пациентов с катетеризацией мочевого пузыря, структурными аномалиями мочевых путей, мочекаменной болезнью, сахарным диабетом, а также у пожилых людей. Бактерия — вторая по частоте причина катетер-ассоциированных инфекций мочевыводящих путей (после Escherichia coli). Характерная особенность — образование биоплёнок на поверхности катетеров и щелочная реакция мочи.

¶Раневые инфекции

Proteus mirabilis нередко выделяется из инфицированных послеоперационных ран, пролежней, трофических язв, ожоговых поверхностей. Часто присутствует в полимикробных ассоциациях с кокковой флорой и другими грамотрицательными бактериями.

¶Инфекции дыхательных путей

Возможны пневмонии, особенно у пациентов на искусственной вентиляции лёгких, а также при аспирации. Встречаются реже, чем мочевые инфекции, и обычно связаны с тяжёлой сопутствующей патологией.

¶Бактериемия и сепсис

Гематогенное распространение происходит при восходящей инфекции почек или при инвазивных процедурах. Сепсис, вызванный Proteus mirabilis, сопровождается высокой летальностью у ослабленных пациентов и новорождённых.

¶Другие локализации

Описаны случаи менингита (преимущественно у новорождённых), остеомиелита, артрита, эндофтальмита, отита, перитонита. У пациентов с длительно стоящими уретральными катетерами бактерия способствует формированию инкрустированных биоплёнок и камней.

¶Факторы риска

Развитию инфекции способствуют: длительная катетеризация мочевого пузыря, обструкция мочевыводящих путей, пузырно-мочеточниковый рефлюкс, беременность, пожилой возраст, иммуносупрессия, антибиотикотерапия широкого спектра, нарушение оттока мочи при аденоме простаты. Внутрибольничные вспышки возможны при нарушении санитарно-эпидемиологического режима в стационарах.

¶Диагностика

Лабораторная диагностика основана на бактериологическом посеве клинического материала (моча, раневое отделяемое, мокрота, кровь) на питательные среды. Идентификацию проводят по культуральным, морфологическим и биохимическим признакам. Для уточнения вида используют коммерческие тест-системы (API 20E, VITEK 2) и MALDI-TOF масс-спектрометрию. Определение чувствительности к антибиотикам выполняют диско-диффузионным методом или автоматическими анализаторами. Серологическая диагностика (определение антител) применяется редко из-за низкой специфичности.

¶Лечение и антибиотикорезистентность

Выбор антибактериальной терапии зависит от локализации инфекции и данных антибиотикограммы. Proteus mirabilis природно чувствителен к ампициллину, цефалоспоринам I–III поколений, аминогликозидам, фторхинолонам, карбапенемам, триметоприм-сульфаметоксазолу. Однако в последние десятилетия наблюдается рост устойчивости:

продукция бета-лактамаз расширенного спектра (ESBL), инактивирующих цефалоспорины;
устойчивость к фторхинолонам, связанная с мутациями в генах gyrA и parC;
продукция карбапенемаз (редко, но регистрируется);
устойчивость к аминогликозидам за счёт модифицирующих ферментов.

При неосложнённых инфекциях мочевыводящих путей применяют цефалоспорины III поколения или фторхинолоны. При осложнённых формах и наличии камней требуется комбинированная терапия, а также хирургическое удаление конкрементов и замена инфицированных катетеров. Лечение струвитных камней невозможно без устранения уреазопродуцирующего возбудителя.

¶Профилактика

Профилактика включает соблюдение правил асептики при катетеризации, своевременную замену мочевых катетеров, контроль нозокомиальных инфекций, рациональное применение антибиотиков. Для пациентов с рецидивирующими инфекциями рассматривается использование метенамина (уротропина) в качестве уросептика. Специфической вакцины против Proteus mirabilis не разработано.

¶Эпидемиологическое значение

В структуре внутрибольничных инфекций Proteus mirabilis занимает одну из ведущих позиций среди грамотрицательных возбудителей. По данным многоцентровых исследований, на долю вида приходится 3–6 % всех нозокомиальных инфекций мочевыводящих путей. Бактерия не относится к категории особо опасных инфекций, но требует обязательного учёта в стационарах при вспышках.