Этиология внебольничных пневмоний в период эпидемического распространения Covid-19 и оценка риска возникновения пневмоний, связанных с оказанием медицинской помощи

Введение. В последние годы острые респираторные инфекции верхних отделов дыхательных путей (ОРИВДП) занимают более 90 % от числа всех инфекционных и паразитарных болезней, регистрируемых в Российской Федерации. Проблема высокой заболеваемости ОРИВДП осложняется присоединением вторичной бактериальной коинфекции и развитием внебольничных пневмоний (ВП). Среднемноголетняя заболеваемость внебольничными пневмониями (ВП) в Российской Федерации составила 401,7 на 100 000 населения (2014–2018 гг.). При обследовании превалируют Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, против которых проводится иммунизация в рамках национального календаря профилактических прививок, а также Mycoplasma pneumoniae¹ [1].

Пандемия COVID-19, вызванная новой разновидностью коронавируса SARS-CoV-2 в 2020 году, внесла свой вклад в эпидемиологию респираторных инфекций [2]. Важным является своевременное проведение дифференциальной диагностики COVID-19, сезонных острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ), гриппа и ОРИВДП бактериальной этиологии. Внимание медицинских работников направлено на изучение проблемы совместного инфицирования пациентов COVID-19 с другими респираторными вирусами. По данным разных авторов, распространенность сопутствующей и вторичной инфекции, ассоциированной с COVID-19, может составлять от 0,6 до 45,0 %, наиболее распространенными вирусными коинфекциями были риновирусы/ энтеровирусы и грипп А, а также сезонные коронавирусы, респираторно-синцитиальный вирус, вирусы парагриппа, метапневмовирус и вирус гриппа В. Кроме того, у пациентов COVID-19, коинфицированных вирусом гриппа А, были зарегистрированы ложноотрицательные результаты ПЦР на SARS-CoV-2 [3–7].

Для респираторных вирусов характерна способность нарушать регуляцию как врожденного, так и приобретенного иммунитета, что приводит к развитию бактерий в обычно стерильных участках дыхательных путей. Повреждение вирусами эпителия, разрушение легочного сурфактанта и отслаивание клеток в дыхательные пути обеспечивают доступ и богатый источник питательных веществ, способствуя быстрому росту бактерий [8]. При изучении тяжелых или смертельных случаев во время пандемии вируса гриппа A(H1N1)pdm2009 в 2009 году было обнаружено, что бактериальная пневмония осложняла от одной четверти до половины случаев болезни, наиболее распространенными этиологическими агентами вторичной бактериальной пневмонии были S. pneumoniae и Staphylococcus aureus [9–11]. При COVID-19 ранее исследователями выявлены бактериальные патогены S. pneumoniae, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus, M. pneumoniae, L. pneumophila, Aspergillus flavus, Candida spp. [5][12]. Вместе с тем необходимо отметить, что, помимо риска развития внебольничной пневмонии у пациентов с новой коронавирусной инфекцией за счет синергизма вируса и бактерий, серьезную угрозу представляет и развитие у пациентов госпитальной инфекции. Более 90 % госпитализированных больных с диагнозом «пневмония» связаны с искусственной вентиляцией легких в отделениях интенсивной терапии. Неудивительно, что бактериальные коинфекции были зарегистрированы у пациентов с ближневосточным респираторным синдромом (БВРС-КоВ), получавших интенсивную терапию [13–15]. Риск развития госпитальной пневмонии значительно возрастает по мере увеличения срока госпитализации. Как правило, при внутрибольничной пневмонии наблюдается множественная лекарственная устойчивость возбудителей, что ухудшает прогноз исхода заболевания. При выборочном исследовании 1495 пациентов с COVID-19 в больнице г. Ухани 6,8 % пациентов имели вторичные бактериальные инфекции, и почти половина из них (49,0 %) умерли во время госпитализации. В тройку наиболее часто встрачающихся бактерий вошли A. baumannii (57 культур), K. pneumoniae (49 культур) и Stenotrophomonas maltophilia (10 культур). Частота выделения карбапенемрезистентных A. baumannii и K. pneumoniae составила 91,2 и 75,5 % соответственно. Резистентность к метициллину присутствовала у 100 % золотистого стафилококка и коагулазонегативных стафилококков [16–18].

К общераспространенным причинам, способствующим присоединению инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП), таким как недостаточное соблюдение принципов инфекционного контроля в отношении возбудителей ИСМП в медицинских организациях, назначение антибиотикотерапии без определения чувствительности микрофлоры к антибактериальным препаратам, необоснованное или неконтролируемое лечение (самолечение) антибиотиками на амбулаторном этапе, присоединяются специфичные для моноинфекционных госпиталей факторы, например необходимость назначения при тяжелых формах COVID-19 стероидов и ингибиторов противовоспалительных цитокинов. Актуальным является анализ особенностей циркуляции резистентных к антибактериальным химиопрепаратам штаммов возбудителей внутрибольничных инфекций как важной составляющей в обеспечении эффективного инфекционного контроля за госпитальными инфекциями, в том числе в условиях пандемического распространения новой коронавирусной инфекции.

Целью настоящей работы являлось изучение этиологической структуры внебольничных пневмоний в период эпидемического распространения COVID-19, оценка рисков возникновения пневмоний, связанных с оказанием медицинской помощи.

Материалы и методы. В период со 2 по 24 декабря 2020 года в г. Ростове-на-Дону обследовано 446 больных с внебольничной пневмонией, находившихся в стационарах или на амбулаторном лечении. Критерии включения в исследование: возраст старше 18 лет, установленный диагноз внебольничной пневмонии (J 18.9) согласно Российским национальным рекомендациям по внебольничной пневмонии (2019), информированное согласие пациента на участие в исследовании. Дополнительно для оценки динамики развития условно-патогенной бактериальной микрофлоры у пациентов, а также рисков присоединения нозокомиальной инфекции в дизайн исследования были включены группы пациентов, проходившие лечение в тех же медицинских организациях в течение не менее 6 и не более 10 дней (рис. 1). Все обследуемые пациенты были разделены на три группы.

• Группа 1 – больные с диагнозом «внебольничная пневмония» (ВП). Первичный отбор проб биологического материала (БМ) проводили в первые сутки после поступления в стационар или обращения в поликлинику (всего 303 пациента). Повторный отбор проб БМ проводили через 6–10 суток после поступления в стационар или амбулаторного лечения (всего 62 пациента).
• Группа 2 – пациенты, находящиеся на лечении не менее 6 и не более 10 суток в том же отделении, в которое госпитализированы больные из группы 1 (в случае его госпитализации). Однократный отбор проб БМ проводили при поступлении пациента из группы 1 (всего 42 пациента).
• Группа 3 – пациенты, находившиеся на лечении в той же палате, что и больные группы 1. Однократный отбор проб БМ проводили через 6–10 дней совместного пребывания в палате (всего 39 пациентов).

Материал для исследования: мазки из носоглотки и мокрота, сыворотка крови. Сбор, транспортирование и исследование биоматериала соответствовали требованиям нормативно-методических документов ^{2 3}. Всего было получено 1293 пробы пациентов, в том числе 446 мазков из носоглотки, 438 образцов мокроты, 409 образцов крови. Исследование биологического материала от пациентов проводилось на базе ФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт» Роспотребнадзора.

Дополнительно проводили исследование проб из объектов окружающей среды (ООС): палат, смывов из аппаратов респираторной поддержки в день поступления в отделение ЛПУ пациента из группы 1 и затем через 1 неделю; исследование проводилось на базе ФБУЗ ЦГиЭ в Ростовской области.

Верификация респираторных вирусов, включая РНК SARS-CoV-2, а также M. pneumoniae, C. pneumoniae, L. pneumophila, выполнена методом ПЦР в мазках носоглотки. Сравнительный анализ результативности обнаружения РНК SARS-CoV-2 проведен путем параллельного ПЦР-исследования мазков носоглотки и мокроты, сыворотки крови. Исследование клинического материала осуществляли при помощи наборов реагентов: «РИБОпреп», «Реверта-L», «АмплиСенс ОРВИ-скрин-FL», «АмплиСенс Influenza virus A/B-FL», «АмплиСенс Mycoplasma pneumoniae / Chlamydophila pneumoniaeFL», «АмплиСенс Legionella pneumophila-FL», «Вектор-ПЦРрв-2019-nCoV-RG».

Исследование сывороток крови на наличие антител к SARS-CoV-2 проводили с использованием наборов реагентов «SARS-CoV-2-IgMИФА-БЕСТ» (АО «Вектор-Бест») и «ИФА антиSARS-CoV-2 IgG».

Проведено микроскопическое исследование мокроты, окрашенной по Граму (n = 438), посев мокроты на дифференциально-диагностические среды с определением концентрации возбудителя (n = 438). Клинически значимыми считали микроорганизмы, выделенные из мокроты в количестве ≥ 10⁵ КОЕ/мл. Идентификацию выделенных штаммов бактерий осуществляли микробиологическими методами (окраска по Граму, морфология колоний, биохимические свойства) и с помощью времяпролетной масс-спектрометрии на приборе Autoflex (Bruker Daltonics, Германия) c программным обеспечением BioTyper 3,0. Уровень достоверности (Score) выше 2,3 свидетельствовал о точной видовой идентификации.

Резистентность к антимикробным препаратам проводили диско-диффузионным методом на среде Мюллера – Хинтона в соответствии с нормативно-методическими документами ^{4 5}.

Анализ данных проведен с помощью пакета статистических программ Statistica, версия 10.0 (StatSoft Inc., США). Сравнение количественных показателей выполнено с применением критерия Стьюдента. Различия считались статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты и обсуждение. На первом этапе было проведено обследование 303 пациентов с внебольничной пневмонией в первый день поступления в стационар или обращения в поликлинику. Возраст пациентов составлял от 21 года до 94 лет (медиана – 61 год). В результате исследования показано, что частота случаев ВП увеличивается пропорционально возрасту пациентов. Так, 76,7 % случаев ВП зарегистрировано у лиц старше 50 лет, при этом наибольшее (32,5 %) число заболевших отмечено среди пациентов от 60 до 69 лет. Среди обследованных 273 (90,1 %) пациента госпитализированы в медицинские организации г. Ростова-на-Дону, 30 (9,9 %) – находились на амбулаторном лечении. Наибольшее число (67,4 %) госпитализаций пациентов пришлось на 3–9-е сутки после начала заболевания независимо от выявления SARS-CoV-2.

Наличие SARS-CoV-2 лабораторно подтверждено у 108 пациентов из 303 (35,6 %). Достоверных различий в результатах исследования в зависимости от вида биологического материала не обнаружено: доля положительных мазков из носоглотки и проб мокроты составила 22,1 и 23,8 % соответственно (p > 0,05), при этом только у 31 пациента (10,2 %) РНК SARS-CoV-2 была обнаружена в обеих пробах. Корреляции между днем ПЦР-тестирования от начала появления клинических симптомов и выявлением маркеров в определенном виде биологического материала (мазке или мокроте) не обнаружено. Различия в частоте выявления РНК SARS-CoV-2 в мокроте и мазках из носоглотки были показаны нами ранее [12] и могут быть обусловлены как непродуктивным кашлем, характерным для вирусной пневмонии, так и погрешностями отбора материала, что необходимо учитывать при организации работы медицинского персонала на этом этапе. Одновременное исследование сывороток крови позволило выявить иммуноглобулины класса M у 121 пациента (39,9 %) и IgG – у 55 (18,2 %). Для зимнего периода характерен эпидемический подъем ОРВИ и гриппа среди населения. Грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) составляют более 90 % всех инфекционных заболеваний. При массовых вспышках гриппа инфекция может охватить от 5 до 15 % населения [19][20]. В связи с этим особую актуальность представляют в период пандемии новой коронавирусной инфекции результаты исследования клинического материала на наличие вирусов гриппа, а также других возбудителей инфекций дыхательных путей вирусной природы. У 10,6 % пациентов выявлены коронавирусы типов HKU-1, OC43, HL-63 или 229Е, РС-вирусы (4,3 %), риновирусы (1,3 %) и другие возбудители респираторных заболеваний (табл. 1). Не зарегистрированы положительные результаты при исследовании на вирус гриппа типов A и B, что, вероятно, связано с соблюдением масочного режима и других противоэпидемических мероприятий. Среди пациентов с положительным результатом на SARS-CoV-2 вирусные микст-инфекции обнаружены у 28 (25,9 %) пациентов. В группе с отрицательным результатом на SARS-CoV-2 выявлено 52 пробы (26,2 %) с установленным возбудителем вирусной этиологии. Статистически достоверных различий в обнаружении респираторных микст-инфекций у пациентов SARS-CoV-2 «+» и SARS-CoV-2 «–» не выявлено (р > 0,05).

В ходе проведенного бактериологического исследования мокроты от больных у 23,7 % (72 из 303) и 37,0 % (112 из 303) пациентов с внебольничной пневмонией выявлены возбудители бактериальной и грибковой природы соответственно (табл. 2), достоверных различий коинфицирования в группах с положительным и отрицательным результатом исследования на SARS-CoV-2 нами также не выявлено (p > 0,05). В структуре изолированной микрофлоры превалировали грибы рода Candida, среди которых 72,9 % пришлось на долю C. albicans. Кроме того, были выделены клинические штаммы C. glabrata, C. dubliniensis, C. krusei, C. parakrusei, C. inconspicua, C. tropicalis. Наиболее частым этиологическим агентом ВП бактериальной природы являлись плазмокоагулирущие стафилококки (S. aureus), которые обнаружены у 30 (9,9 %) пациентов. Из условно-патогенных стрептококков только у двух пациентов с отрицательным результатом на SARS-CoV-2 был изолирован S. pneumoniae. Из представителей семейства Enterobacteriaceae наиболее часто обнаруживали E. coli и K. pneumoniae. Необходимо отметить, что достоверно чаще изолировали культуры неферментирующих грамотрицательных бактерий (НГБО) от пациентов с лабораторно подтвержденным COVID-19 (p < 0,05), преимущественно P. aeruginosa и A. baumannii.

Пациенты, проходившие лечение в стационаре, через 6–10 дней обследовались повторно (n = 62). В результате присоединение вторичной инфекции было отмечено у 51,6 % пациентов. Из них 16,1 % (10 человек) составили пациенты с лабораторно подтвержденным COVID-19, 35,5 % (22 человека) – с отрицательными результатами исследования на SARS-CoV-2. У последней группы превалировало присоединение возбудителей, относящихся к НГОБ (A. baumannii, и P. aeruginosa) и K. pneumoniae (табл. 3), в том числе характеризующихся полирезистентностью к антибактериальным препаратам.

Присоединение вторичной инфекции у пациентов, находящихся на лечении, может быть обусловлено разными сценариями: это и патологическое развитие доминирующей микрофлоры слизистых верхних дыхательных путей, обеспечивающей нормобиоценоз у здоровых людей, чему способствует назначение пациентам стероидов и ингибиторов провоспалительных цитокинов, а также эмпирическое применение антибиотиков у пациентов с внебольничными пневмониями, в том числе ассоциированными с COVID-19. В то же время несоблюдение в должном объеме принципов противоэпидемического режима и инфекционной безопасности, в первую очередь гигиены рук в отношении ИСМП в ЛПУ, также может служить причиной развития внутрибольничной пневмонии у пациентов.

Для определения источника вторичного инфицирования нами были обследованы пациенты, проходившие лечение в тех же стационарах до поступления исследуемой группы или одновременно с ними, а также ООС (смывы с поверхностей и медицинского оборудования) в пяти стационарах, где проходили лечение пациенты с внебольничными пневмониями. Всего было исследовано 108 смывов с поверхностей и 28 образцов из воздуха. Из них не соответствовали требованиям нормативных документов⁶ 5 смывов, контаминированных S. aureus и БГКП, и 2 пробы воздуха (S. aureus). В одной пробе (смыв) была обнаружена РНК вируса гриппа А(H1N1) pdm09. Все нестандартные образцы исследовались на резистентность к антимикробным препаратам. Помимо этого, на резистентность исследовались выделенные штаммы, не входящие в нормируемые показатели. В результате в медицинской организации «a» были изолированы полирезистентные штаммы S. haemolyticus и A. baumannii. В этом учреждении были зафиксированы случаи вторичного инфицирования пациентов указанными возбудителями. При исследовании биологического материала от контактных лиц (группы 2 и 3) возбудители нозокомиальных бактериальных инфекций выявлены не были, что свидетельствует об отсутствии перекрестного инфицирования пациентов (рис. 2).

Заключение. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что доля внебольничных пневмоний, ассоциированных с верифицированными случаями COVID-19, составляет 35,6 %, что ниже по сравнению с нашими предыдущими исследованиями, проведенными в августе 2020 года [12]. Если в летний период на фоне роста заболеваемости COVID-19 в Ростовской области наиболее часто этиологическим агентом ВП бактериальной природы являлись бактерии рода Streptococcus как у пациентов с ВП, ассоциированной с COVID-19, так и у пациентов с отрицательным результатом на SARS-CoV-2, то в декабре 2020 года от пациентов с новой коронавирусной инфекцией стрептококки выделены не были.

В структуре микробиоты превалируют грибы рода Candida и плазмокоагулирущие стафилококки. Достоверно чаще от пациентов с лабораторно подтвержденным COVID-19 изолировали культуры неферментирующих грамотрицательных бактерий. У 51,6 % пациентов, проходивших лечение в стационаре, отмечено вторичное коинфицирование, вероятно, связанное с объектами внешней среды или с передачей инфекции от персонала. Передача ИСМП между пациентами не установлена. В отдельных ЛПУ имеют места случаи обнаружения возбудителей ИСМП у пациентов в течение 6–10 дней пребывания в стационаре, что диктует необходимость усиления контроля над противоэпидемическим режимом в стационарах.

Дальнейшее изучение штаммов бактерий, вызвавших коинфекцию с возбудителем новой коронавирусной инфекции у пациентов, в том числе их генетическое и протеомное типирование, возможно, позволит выявить клоны, определяющие синергическое бактериально-вирусное взаимодействие при развитии внебольничной пневмонии, что, в свою очередь, позволит оценить эпидемиологические риски развития осложненных случаев COVID-19.