Содержание к диссертации
Список условных обозначений 5
Введение 7
Глава 1. Современные особенности хирургической инфекции в 18
многопрофильной клинике (обзор литературы)
1.1. Распространенность, патогенез и структура госпитальных 18
инфекций в многопрофильных хирургических стационарах
Этиология и характеристика важнейших возбудителей 35 послеоперационных гнойных осложнений
Проблема резистентности возбудителей госпитальных 46 инфекционных осложнений к антибиотикам, антисептикам и дезинфектантам
Глава 2. Материалы и методы исследований 56
Методы микробиологической диагностики микроорганизмов 58 и их биологических свойств
Методы испытания противомикробной активности 64 антисептических препаратов
Методы экспериментальных исследований in vitro и in vivo 72
Общие данные о клинических исследованиях 75
Статистические методы 79 Глава 3. Результаты изучения госпитальной микрофлоры в 80 многопрофильной хирургической клинике
3.1. Этиологическая структура госпитальной инфекции и уровень 80
ее резистентности к современным антимикробным препаратам
3.2. Роль объектов внешней среды в качестве источника 85
инфекции
3.3. Бактерионосительство медицинского персонала 97
Глава 4. Закономерности микробной контаминации при тяжелых 110
висцеральных гнойных процессах
Органные и внеорганные абсцессы различной локализации 111
Распространенные гнойные перитониты и панкреонекрозы 115
Абдоминальный сепсис 129
Инфекция мочевыводящих путей 134
Гнойно-воспалительных процессы легких и плевры 136 Глава 5. Роль биологических жидкостей внутренней среды организма 147 (желчи, крови, мочи) в процессах селекции и вегетации микроорганизмов в брюшной полости
Влияние желчи, мочи, крови в различных объемах на 147 селекцию и вегетацию микроорганизмов в опытах in vitro
Влияние жидкостей внутренней среды организма на 150 летальность, селекцию и вегетацию микроорганизмов в экспериментальных группах опытов in vivo
Исходы лечения и летальность у больных гнойным 157 перитонитом в зависимости от характера патологического содержимого
в брюшной полости
Глава 6. Эффективность локального и регионарного протеолиза в 162
комплексном лечении острых гнойных процессов
6.1. Изучение фибринолитических свойств имозимазы в опытах 162
in vitro
Качественные и количественные характеристики 168 микрофлоры экссудата и фибринных пленок в процессе пролонгированного протеолиза при РГП
Пролонгированный протеолиз при миниинвазивном 178 хирургическом лечении гнойных процессов различной локализации
6.4. Пролонгированный протеолиз в хирургии органов 185
мочеполовой системы
Глава 7. Анавидин и его применение в условиях госпитализма 188
Антимикробная активность анавидина в отношении 190 госпитальных штаммов - возбудителей гнойных процессов
Влияние анавидина как дезинфектанта на микробный 197 пейзаж в помещениях гнойно-септического центра
Эффективность применения анавидина в акушерско- 203 гинекологической клинике
Применение анавидина для обработки рук хирургов, 208 операционного и инъекционного полей
Особенности применения анавидина для холодной 214 стерилизации приборов и инструментов
Заключение 219
Выводы 236
Практические рекомендации 238
Список литературы 240
Список условных обозначений
АМП антимикробные препараты
БГКП бактерии группы кишечной палочки
БЛРС бета-лактамазы расширенного спектра
ВАП вентилятор-ассциированная пневмония
ГСИ гнойно-септические инфекции
ГСЦ гнойно-септический центр
ГУЗ ИОКБ Иркутская государственная областная клиническая
больница
ЖКТ желудочно-кишечный тракт
ИВЛ искусственная вентиляция легких
ИГИУВ Иркутский государственный институт усовершенствования
врачей
ИГМУ Иркутский государственный медицинский институт
ИДП инфекции дыхательных путей
ИМВП инфекции мочевыводящих путей
ИОХВ инфекции в области хирургического вмешательства
ИПФ иммобилизованные протеолитические ферменты
ИС интестинальное содержимое
КОЕ/г (мл) колониеобразующие единицы в 1 грамме (миллилитре)
КОС коагулазоотрицательные стафилококки
ЛПУ лечебно-профилактическое учреждение
МБК минимальная бактерицидная концентрация
МИК минимальная ингибирующая концентрация
МЦЭ мерцательный эпителий
НГОБ неферментирующие грамотрицательные бактерии
НИ нозокомиальные инфекции
ОРИТ отделение реанимации и интенсивной терапии
ПАВ поверхностно-активные вещества
ПЕ протеолитические единицы
РПГ распространенный гнойный перитонит
СК сгусток крови
ТУР трансуретральная резекция простаты
ХИ хирургические инфекции
ЧАС четвертично-аммониевые соединения
ЭПР электронно-парамагнитный резонанс
CDC NNIS System deasise control National Nosocomial Infection
Surveillance
MRSA метициллин (оксациллин) резистентный Staphylococcus
aureus
MRSE метициллин (оксациллин) резистентный S. epidermidis
SPP субпопуляции (подвиды)
VRE ванкомицин - резистентные энтерококки
Введение к работе
Актуальность работы
В мировой литературе имеется большое количество работ, свидетельствующих о том, что современный период, несмотря на значительный прогресс в развитии медицины, применение новых и сверхновых антибиотиков и антисептиков, совершенствование путей введения лекарственных препаратов и оперативной техники, характеризуется ростом числа хирургических инфекций (ХИ) и послеоперационных гнойно-септических осложнений в стационарах всего мира. В экономически развитых странах нозокомиальные (госпитальные) инфекции возникают у 5-20 % госпитализированных пациентов (Козлов Р.С., 2000; Страчунский Л.С., 2002; Григорьев Е.Г., Коган А.С., 2003, 2005; Bennet S.N. et al., 1995; Simonsen L. et. al., 1998; Gastmeier P., 2001; Brook I., 2004).
Россия в этом отношении не является исключением. По данным Минздрава РФ, уровень заболеваемости внутрибольничными инфекциями предположительно составляет 2,5 млн. случаев в год, обусловливая 11,5-27,8 % от всех гнойно-воспалительных процессов хирургического стационара (Аким-кин В.Г., 1997; Покровский В.И. 2000; Семина Н.А., 2000; Владимиров Н.И., 2003; Ефименко Н.А. и соавт., 2004). Летальность при различных нозологических формах колеблется от 35 до 60 %, в частности при нозокомиальных пневмониях до 50 %, сепсисе и так называемых сепсис-зависимых состояниях - 35 %, а в случае генерализации инфекции достигает такого же уровня, как в доантибиотическую эру.
Особенно драматичны проявления госпитальных инфекций в ОРИТ, где они регистрируются в 25-30 % случаев. Первое место среди всех инфекционных осложнений в ОРИТ занимает госпитальная пневмония - 47 %, частота развития которой при проведении ИВЛ достигает 65 % (Яфаев Р.Х., Зуева Л.П., 1989; Звягин А.А. и соавт., 2002; Белобородов В.Б., 2002, 2005; Гель-
фанд Б.Р., 2003, 2004; Antonelly М, 1999; De Lalla, 1999; Norwood S., 2000; Traorae O. et al., 2000; Yologlu S. et al., 2003).
В последние годы многие аспекты проблемы хирургической инфекции (ХИ) и послеоперационных гнойных осложнений подвергаются пересмотру из-за меняющихся взаимоотношений между микробным возбудителем и организмом хозяина. Современные микробиологические исследования показали, что в условиях экологического и социального неблагополучия, нерационального использования огромного арсенала антибактериальных и антисептических средств наблюдается изменение этиологической структуры возбудителей современных гнойно-септических инфекций.
В хирургических стационарах растет число инфекций, обусловленных представителями транзиторной «нормальной» микрофлоры и оппортунистическими микроорганизмами с атипичными биологическими свойствами. Доминирует полирезистентная ассоциативная аэробно-анаэробная микрофлора, возникают возбудители, ранее не проявлявшие активного участия в развитии послеоперационных гнойно-некротических процессов (Лещенко Я.А. и со-авт., 2001; Шевченко Ю.Л., Онищенко Г.Г., 2001; Воробьев А.А., 2002; Титов Л.П. и соавт., 2002; Stephan F., 2001; Song W. et al., 2002; Oston S et al, 2004).
Вариабельность госпитального пула возбудителей верифицируется не только в различных клиниках, но и в подразделениях одной клиники. Трансформируются пути, способы передачи и длительность их персистенции в организме (Ерюхин И.А., 1998; Бухарин О.В., 2000; Сергиев В.П. и соавт., 2000; Проценко Д.Н., 2002; Абаев Ю.К., 2005; Raad I., 2000).
В основе этого лежат общебиологические причины, главной из которых является изменившаяся иммунологическая резистентность организма человека. Экспериментальные и клинические данные последних лет свидетельствуют о том, что условно-патогенная и сапрофитная микрофлора, попадая в организм с измененной реактивностью, начинает размножаться и переходит в категорию патогенной.
Характерной особенностью госпитальных инфекций является многообразие источников и факторов их передачи. К причинам роста послеоперационных гнойных осложнений в стационарах хирургического профиля следует отнести причины, связанные с техническим прогрессом, и, отчасти, достижениями медицины. В последнее время активизировалась роль экзогенной микрофлоры. В связи с этим увеличилась возможность инвазии возбудителей гнойных инфекций в хирургии за счет внедрения новых медицинских технологий, эндотрахеальной интубации и механической вентиляции легких, объема и длительности оперативных вмешательств, создания постоянного сосудистого доступа с помощью катетеризации сосудов, использования постоянных уретральных катетеров, дренажей (Покровский В.И., 2000; Черкасский Б.Л., 2000; Mermel L., 2000; Oppenheim В., 2000; Hanes S.D., 2002; Karchmer А., 2002; Restrero A. et al., 2002).
Недостаточная антиинфекционная защита применяемых медицинских технологий привела к широкому распространению штаммов, резистентных к антибиотикам и дезинфектантам - потенциальных возбудителей внутриболь-ничных инфекций. Примерно 50 % всех нозокомиальных инфекций в настоящее время вызывается резистентными к антимикробным препаратам микроорганизмами. Доминирующими во всех странах мира «проблемными» внутрибольничными возбудителями являются: пан-резистентные грамотри-цательные палочки (синегнойная палочка, клебсиелла, ацинетобактер, энте-робактер, серрация, и др.), пенициллин- и метициллин-резистентные стафилококки (MRSA, MRSE), ванкомицин-резистентные энтерококки и стафилококки, Clostridium difficile и грибы рода Candida (Пхакадзе Т.Я., Богомолова Н.С., 1999; НапеловаИ.В. и соавт., 2003).
Обеспечение инфекционной безопасности лечебно-диагностического процесса диктует необходимость разработки новых методов антиинфекционной защиты, профилактических и противоэпидемических мер, реализуемых в клинике.
При этом эффективное планирование комплекса профилактических мероприятий возможно только на основе всеобъемлющих микробиологических данных о структуре возбудителей, их биологических свойств и вирулентности, уровне и фенотипах их антимикробной резистентности, преимущественных путях распространения с выявлением проблемных отделений, факторов и групп риска.
Существующие методы лечения тяжелых гнойно-септических инфекций в основном направлены на подавление активности патогенных микроорганизмов, высоко устойчивых к различным антимикробным препаратам (Сидоренко СВ., 2003; Яковлев СВ., 2003; Белобородое В.Б., 2005), при этом недостаточно учитывается специфика, закономерности бактериальной контаминации и перманентного реинфицирования.
В развитии послеоперационных инфекционных процессов различной локализации чрезвычайно велика роль девитализированных органных и висцеральных тканевых структур с колонизирующими в них микроорганизмами.
Известно, что эффективность антибактериальной терапии зависит, с одной стороны, от чувствительности возбудителей инфекционного процесса к применяемым антимикробным препаратам, с другой - от проницаемости препаратов в очаг воспаления (Dublow et al., 1991).
Решение второй задачи представляет известные трудности, в связи с плохой проницаемостью высоко конгаминированных фибринозно-гнойных субстратов и инфицированных кровяных сгустков для антибиотиков и антисептиков.
Между тем, являясь белковыми субстратами, они являются питательной средой для вегетирующих в них патогенных микроорганизмов. Это обосновывает необходимость разработки новых способов повышения эффективности санационного воздействия на патологический процесс.
Так же требуют дальнейшего изучения токсические метаболические эффекты микрофлоры, вегетирующей в брюшной полости, а именно процесса
эндогенного микробиального синтеза нитритов, обладающих метгемоглоби-нообразующим действием.
При перитонитах и абсцессах живота (органных и внеорганных), вследствие травмы органов брюшной полости, перфорации инфицированных жел-чевыводящих путей, нарушения целостности урогенитального тракта, развитие инфекции нередко происходит при наличии в брюшной полости желчи, мочи, крови.
Исходя из этого, представляется актуальным изучение влияния указанных выше жидкостей организма на селекцию и вегетацию возбудителей гнойных процессов.
Изложенное выше определило цель и задачи настоящей работы.
Цель исследования:
Изучить закономерности вегетации, источники и основные пути распространения госпитального инфекта и их роль в процессах инфицирования, ре-инфицирования и суперинфицирования при тяжелых висцеральных гнойных процессах в многопрофильной хирургической клинике.
Задачи исследования:
Изучить уровень и качественный состав госпитальной инфекции, закономерности формирования госпитальных штаммов в многопрофильной хирургической клинике, доминирующие очаги вегетации (биотопы инфекта на объектах окружающей среды хирургического стационара, наркозной и эндоскопической аппаратуре, бактерионосительство медицинского персонала), резистентность к современным антибиотикам и дезин-фектантам.
Оценить биологическую активность и персистентный потенциал возбудителей гнойно-септических инфекций, их значение в прогнозировании послеоперационных осложнений в отделениях хирургического профиля.
Определить закономерности бактериальной контаминации и обосновать концепцию фазности течения тяжелых висцеральных гнойных процессов в зависимости от диссеминации инфекта (локальный, регионарный, системный).
Исследовать нитратредуктазную активность возбудителей гнойно-септических инфекций, инициирующих образование продуктов метаболизма гемоглобина (метгемоглобина и гем-NO).
Выявить влияние жидкостей внутренней среды (желчи, крови, мочи) организма на процесс селекции и вегетации микроорганизмов в брюшной полости при РГП.
In vitro и in vivo оценить эффективность локального и регионарного пролонгированного протеолиза в профилактике послеоперационных осложнений тяжелых гнойно-некротических процессов.
Обосновать перспективность применения нового отечественного антисептика анавидина в условиях стационара.
Научная новизна
Получены новые данные, касающиеся уровня и качественного состава госпитальной микрофлоры - основного звена реинфицирования и суперинфицирования больных различной хирургической патологией.
За период наблюдения отмечено существенное (в 2,3 раза) расширение видового состава возбудителей ГСИ и увеличение резистентности к антибиотикам в 6 раз.
Проведено исследование всей цепочки инвазии госпитального инфекта, прослежены преимущественные пути его диссеминации с выявлением проблемных отделений, факторов и групп риска.
Проведен анализ ключевых проблем этиологии современных тяжелых висцеральных инфекций. Показано, что их развитию способствует потенцирующий рост возбудителей. Изучена динамика органного и регионарного
распространения инфекта и получены данные о закономерностях распространения инфекции на системный уровень.
Впервые представлена сравнительная оценка влияния крови, желчи, мочи (и их сочетаний) на вегетацию возбудителей гнойных процессов, суперинфицирование и летальность. Выявлено, что наибольшее влияние, стимулирующее рост возбудителей и развитие абдоминального сепсиса, оказывает излившаяся в брюшную полость желчь, кровь, в меньшей степени моча.
Доказано, что для снижения случаев тяжелых висцеральных процессов необходимо комплексное воздействие на эндогенные и экзогенные источники инфицирования пациентов. При этом обоснована высокая клиническая эффективность пролонгированного протеолиза иммобилизованными протеазами при гнойных процессах различной локализации в сочетании с антимикробными препаратами, в том числе созданными сибирскими учеными (ана-видин).
Теоретическая и практическая значимость работы
Новые данные по актуальной междисциплинарной проблеме, представляющие несомненно интерес для широкого круга специалистов медико-биологических наук, позволили определить основные причины инфицирования, реинфицирования, суперинфицирования при висцеральных гнойных процессах, обосновать практическую значимость фибринозно-гнойных напластований, инфицированных сгустков крови как источника реинфицирования при устраненной причине гнойно-воспалительного процесса и целесообразность применения, в связи с этим, пролонгированного локального и регионарного протеолиза иммобилизованными протеиназами.
Полученные результаты расширяют представления об особенностях госпитальной микрофлоры, участвующей в развитии послеоперационных гнойных процессов. Оценка персистенции и патогенности (адгезия, антилизоцим-ная, гемолитическая и фибринолитическая активность), выделенных из
внешней среды микроорганизмов и выявленный при этом уровень вирулентности, позволяют использовать их в качестве маркеров эпидситуации и прогнозирования нозокомиальных осложнений.
На основании клинических, микробиологических и экспериментальных исследований сформулирована концепция фазности течения тяжелых висцеральных гнойных процессов в зависимости от распространенности инфекта (локальные, регионарные, системные), в соответствии с которой разработаны дифференцированные методы лечения и профилактики госпитального инфицирования (от миниинвазивных до радикальных).
Расширены также современные представления о развитии полиорганной недостаточности и эндогенной интоксикации с участием бактериальных нит-ратредуктаз, роли продуктов микробного метаболизма в общетоксическом действии микрофлоры на организм - микробиально детерминированного синтеза высокотоксичных соединений гемоглобина, что во многом определяет исход лечения больного. Получены основания для включения в лечебные мероприятия антидотов метгемоглобина и гем-NO.
Показана высокая эффективность и пролонгированное действие нового отечественного полимерного антисептика анавидина в отношении большинства известных госпитальных штаммов. Определены оптимальные условия его применения для обработки объектов внешней среды хирургического стационара, акушерско-гинекологической клиники, эндоскопического, ангио-графического и наркозного оборудования, рук хирургов, операционного и инъекционного полей.
По результатам проведенных исследований в свете современного состояния проблемы изданы две монографии: «Хирургия тяжелых гнойных процессов» (Новосибирск: Наука, 2000), «Госпитальная инфекция в многопрофильной хирургической клинике» (Новосибирск: Наука, 2003). Получены патенты РФ № 2122865 (1998 г.), № 2143905 (2000 г.). Результаты микробиологических исследований использованы при составлении научно-методи-
ческого пособия для врачей «Анавидин - универсальный дезинфектант и антисептик» (Иркутск, 2000 г.) и при организации промышленного способа получения анавидина, производимого в Институте химии им. Фаворского СО РАН (Иркутск).
Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры госпитальной хирургии, кафедр микробиологии и эпидемиологии ИГМУ, кафедры эпидемиологии и микробиологии Иркутского ГИУВа, кафедры фармакологии ИГИУВ, в лечебной практике ГУЗ ИОКБ.
Основные положения, выносимые на защиту
Госпитальная инфекция в многопрофильной хирургической клинике представлена ассоциативной микрофлорой, обладающей факторами агрессии и множественной резистентностью к антибиотикам и дезинфектантам. Эпидемиологически значимыми путями ее распространения являются объекты внешней среды, медицинская аппаратура и инструменты, персонал, перекрестное инфицирование больных. Видовое разнообразие бактериальной контаминации объектов окружающей среды в стационаре соответствует микрофлоре клинического и секционного материалов.
Основным источником инфекции при висцеральных гнойных процессах является полимикробная аутоинфекция пищеварительного тракта. В процессе лечения происходит изменение состава инфекта как в результате локальной и системной транслокации интестинальной микрофлоры и ее токсинов, так и в связи с суперинфицированием госпитальными штаммами микроорганизмов.
Перманентное реинфицирование при локальных и регионарных гнойно-некротических процессах обусловлено интенсивной вегетацией микроорганизмов в фибринозно-гнойных напластованиях, девитализированных тканях, инфицированных сгустках крови, концентрация микроорганизмов в которых на 1-2 порядка выше, чем в экссудате. Их эффективный лизис иммобилизо-
ванными протеиназами (имозимаза) и элиминация среды вегетации микроорганизмов снижают бактериальную обсемененность, создают условия для более эффективного антибактериального и санационного воздействия на инфекционный процесс.
Среди сложных механизмов эндотоксемии при инфицированном гемопе-ритонеуме необходимо учитывать бактериально обусловленный процесс гиперпродукции оксида азота и метгемоглобина под влиянием нитратредуктазы бактерий. В этих условиях методы детоксикации и антибактериальной терапии наряду с хирургическим лечением имеют особое значение.
Излившиеся в брюшную полость жидкости внутренней среды организма (кровь, желчь, моча и их сочетания) способствуют селекции и вегетации возбудителей распространенного гнойного перитонита, абдоминального сепсиса. Среда инфекта, содержащая желчь либо кровь, более агрессивна, чем среда, содержащая мочу.
Анавидин является высокоэффективным препаратом для дезинфекции объектов внешней среды, холодной стерилизации эндоскопической и наркозной аппаратуры, обработки операционного и инъекционного полей, рук хирургов и может быть рекомендован для широкого использования в многопрофильном хирургическом стационаре.
Апробация основных положений работы
Основные результаты проведенного исследования доложены и обсуждены на 8-м международном Симпозиуме по стафилококкам и стафилококковой инфекции (Ай-Ле-Бен, Франция, 23-26 июня 1996 г.); XIX конгрессе латиноамериканской федерации международного колледжа хирургов (Ла Пас, 1997 г.); Областной конференции по внутрибольничным инфекциям (г. Иркутск, 1998, 2000 гг.); X Региональной конференции хирургов «Хирургические инфекции. Профилактика и лечение» (г. Иркутск, 15-16 мая 2003 г.); Областной конференции «Актуальные проблемы хирургии» (г. Иркутск, 6
декабря 2003 г.); Российской научно-практической конференции с Международным участием «Роль клинической микробиологии в профилактике внут-рибольничных инфекций» (г. Москва, 2004 г.); Первом съезде хирургов Сибири и Дальнего Востока (г. Улан-Удэ, 22-24 июня 2005 г.); VII Российской конференции «Современные проблемы антимикробной терапии» (г. Москва, 12-13 октября 2005 г.); заседании Экспертной комиссии Центра реконструктивной и восстановительной хирургии Российской Академии Медицинских Наук (г. Иркутск, июнь 2005 г.); совместном заседании Научно-клинического отдела Центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, сотрудников кафедры госпитальной хирургии ИГМУ и врачей гнойно-септического центра (г. Иркутск, сентябрь 2006 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 52 научные работы, том числе 19 статей в журналах, рекомендованных ВАК МО РФ для публикации материалов докторских диссертаций, 2 монографии, 3 методические рекомендации, 2 изобретения.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 270 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы о материалах и методах исследования, 5 глав результатах исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 70 таблицами, 29 рисунками. Библиографический список включает 314 источников, из них 148 отечественных и 166 иностранных.
