Синегнойная палочка — грамотрицательная бактерия¶

Синегнойная палочка (лат. Pseudomonas aeruginosa) — грамотрицательная подвижная бактерия вида Pseudomonas aeruginosa из семейства Pseudomonadaceae. Условно-патогенный микроорганизм, являющийся одним из наиболее значимых возбудителей внутрибольничных (нозокомиальных) инфекций. Широко распространён в природе — в почве, воде, на растениях, а также обитает на коже и в кишечнике человека, не вызывая заболевания. При ослаблении иммунитета или нарушении барьерных функций организма вызывает трудно поддающиеся лечению инфекции: пневмонии, инфекции мочевыводящих путей, раневые поражения, сепсис, а у пациентов с муковисцидозом — хроническую инфекцию дыхательных путей.

¶Происхождение и таксономия

Род Pseudomonas был описан немецким микробиологом Вальтером Мигулой в 1894 году. Вид P. aeruginosa выделен как возбудитель, окрашивающий раневую гнойную жидкость в зелёный цвет (от лат. aerugo — медная ржавчина, зелень окисленной меди). Бактерия относится к классу гамма-протеобактерий, отряду Pseudomonadales. Геном P. aeruginosa штамма PAO1, полностью секвенированный в 2000 году, содержит около 6,3 млн пар оснований — это один из крупнейших геномов среди неферментирующих бактерий, что обеспечивает метаболическую пластичность вида.

¶Морфология и физиологические свойства

Синегнойная палочка — прямая или слегка изогнутая палочковидная бактерия размером 1,5–3 × 0,5–0,8 мкм. Подвижна за счёт одного полярного жгутика. Не образует спор и капсул. Культура на плотных питательных средах даёт колонии с характерным «фруктовым» (запахом жасмина или свежего хлеба) ароматом и зелёным диффузным пигментом — пиоцианином, который является водорастворимым сине-зелёным феназиновым пигментом и одновременно вирулентным фактором.

Синегнойная палочка — облигатный аэроб (некоторые штаммы способны к анаэробному дыханию с использованием нитратов). Хемоорганогетеротроф. Растёт в широком диапазоне температур (4–42 °C) и pH, устойчива к высоким концентрациям солей. Способна утилизировать многие простые органические соединения в качестве единственного источника углерода, что позволяет ей выживать в бедных питательными веществами средах, включая дистиллированную воду и некоторые дезинфицирующие растворы.

¶Устойчивость к антибиотикам

P. aeruginosa обладает природной устойчивостью ко многим антибактериальным препаратам, включая большинство цефалоспоринов, пенициллинов, тетрациклинов, хлорамфеникол и триметоприм. Механизмы резистентности включают:

• низкую проницаемость наружной мембраны (отсутствие поринов OmpF/OmpC, характерных для E. coli);
• наличие эффективных систем активного вытеснения антибиотиков (эффлюксные насосы семейств RND, MFS, MATE);
• продукцию бета-лактамаз, включая карбапенемазы класса B (металло-бета-лактамазы);
• модификацию мишеней действия антибиотиков;
• формирование биоплёнок.

Приобретённая устойчивость к карбапенемам (меропенем, имипенем) и фторхинолонам представляет серьёзную клиническую проблему. Штаммы с множественной лекарственной устойчивостью (MDR), а также extensively drug-resistant (XDR) и пандемически устойчивые (PDR) изолятов регистрируются во всём мире. В России устойчивость клинических изолятов P. aeruginosa к карбапенемам, по данным эпиднадзора, остаётся высокой и в отдельных стационарах превышает 25–30 %.

¶Вирулентность и патогенез

Вирулентные факторы синегнойной палочки включают пиоцианин, эластазу, протеазу, липазу, рифампициназоподобные ферменты, липополисахарид (ЛПС) наружной мембраны, а также системы секреции II и III типа. Система секреции III типа позволяет бактерии инъецировать эффекторные белки (ExoS, ExoT, ExoY, ExoU) непосредственно в клетки хозяина, нарушая цитоскелет и подавляя иммунный ответ.

Ключевой стратегией выживания является образование биоплёнки — структурированного сообщества бактерий, окружённых внеклеточной полисахаридной матрицей. Биоплёнки повышают устойчивость бактерий к антибиотикам в 100–1000 раз и защищают от фагоцитоза. Хроническая инфекция лёгких у пациентов с муковисцидозом практически всегда связана с формированием биоплёнок P. aeruginosa.

¶Клиническое значение

Основные нозокомиальные инфекции, вызываемые синегнойной палочкой:

Группы риска: пациенты отделений реанимации и интенсивной терапии, больные с ожогами, нейтропенией, муковисцидозом, пациенты после трансплантации органов, лица с вентиляцией лёгких и катетеризацией мочевого пузыря. Летальность при сепсисе, вызванном P. aeruginosa, достигает 20–50 %.

¶Диагностика

Выделение возбудителя производится посевом клинического материала на среды Эндо, Плоскирева, агар Чапека. Идентификация — по характерному росту, запаху, продукции пиоцианина, биохимическим тестам, MALDI-TOF масс-спектрометрии или ПЦР. Определение чувствительности к антибиотикам — методом дисков-диффузии или броth-микродилюции по стандартам CLSI/EUCAST.

¶Лечение

Препараты выбора при чувствительных штаммах — пиперациллин/тазобактам, цефтазидим, цефепим, карбапенемы (меропенем, имипенем), ципрофлоксацин, амикацин. При подозрении на инфекцию, вызванную устойчивыми штаммами, эмпирически назначают комбинации антибиотиков. Для лечения штаммов, продуцирующих металло-бета-лактамазы, применяются цефтазидим/авибактам, цефтолозан/тазобактам, имипенем/релебактам. Разрабатывается альтернативная терапия: бактериофаги, антисенсовые олигонуклеотиды, ингибиторы кворум-сенсинга.

¶Профилактика

Профилактика внутрибольничных инфекций, вызванных P. aeruginosa, включает строгое соблюдение правил гигиены рук, обработку медицинского оборудования (эндоскопов, дыхательных аппаратов), дезинфекцию воды в системах водоснабжения больниц, рациональное использование антибиотиков и активный эпиднадзор. Вакцины против синегнойной палочки в широкой клинической практике не применяются, хотя несколько кандидатов проходят клинические испытания.

¶Интересные факты

Синегнойная палочка способна разрушать некоторые органические соединения, включая углеводороды, что используется в биоремедиации загрязнённых почв. Отдельные штаммы продуцируют антибактериальные вещества (феназины, псеудомонины), подавляющие рост других микроорганизмов. В 2017 году Всемирная организация здравоохранения включила P. aeruginosa в список приоритетных патогенов, требующих разработки новых антибактериальных препаратов.

¶Источники

• Медицинская микробиология / под ред. Покровского В. И. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Борзых Н. Н. Микробиология: учебное пособие.
• WHO Bacterial Priority Pathogens List, 2017.
• CLSI Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing.
• Murray P. R. Medical Microbiology — Elsevier.