Изучение активности цефепима in vitro в отношении клинических штаммов микроорганизмов у больных с хирургическими инфекциями

М.В. Павлова, Л.С. Пучкова

Институт хирургии им. А.В. Вишневского РАМН, Москва

Наши многолетние исследования показали [1], что в последние годы значительно возросла устойчивость микроорганизмов, вызывающих хирургические инфекции, к различным антимикробным препаратам. Чаще всего полирезистентность микрофлоры возникала у больных с раневой инфекцией и больных с ожоговой травмой, осложненной инфекцией, длительно получавших антибактериальную терапию.
   В связи с этим определенный интерес представляет изучение чувствительности клинических штаммов микроорганизмов к новым антимикробным препаратам, в частности к бета-лактамным антибиотикам, среди них видное место занимают цефалоспорины IV поколения, к числу которых относится цефепим. Цефепим обладает широким спектром действия в отношении различных грамположительных и грамотрицательных бактерий, в том числе штаммов, резистентных к аминогликозидам или цефалоспоринам III поколения. Цефепим активен в отношении S. aureus и S. epidermidis (включая штаммы, продуцирующие бета-лактамазу), другие штаммы стафилококков, грамотрицательных аэробов - Pseudomonas spp. (включая P. aeruginosa), Escherichia coli, Klebsiella spp. (включая K. pneumoniae), Enterobacter spp. [2-6]. Цефепим высокоустойчив к гидролизу большинством бета-лактамаз, быстро проникает в грамположительные бактериальные клетки. Резистентность к цефепиму развивается медленнее и реже, чем к другим цефалоспоринам.
   В настоящей работе приводятся результаты изучения антибактериальной активности in vitro цефепима в отношении клинических штаммов микроорганизмов, выделенных от больных, находившихся на лечении в отделениях реанимации, термических поражений, ран и раневой инфекции и некоторых других отделениях Института хирургии им. А.В. Вишневского РАМН.

Материал и методы
   Материал для исследования получали от больных с гнойными ранами различного генеза и локализации: диабетических и трофических язв, флегмон и гангрен конечностей, перитонита, остеомиелита, сепсиса, термических травм и других заболеваний.
   Микробиологическое исследование включало изучение состава аэробной и факультативно-анаэробной микрофлоры гнойного очага. Материалом служили биоптаты ран и ожогового струпа, пунктаты отделяемого ран, моча, мокрота, отделяемое из дренажей. Посев патологического материала для выделения микроорганизмов, а также их идентификацию проводили по общепринятой схеме [7].
   Чувствительность микроорганизмов к цефепиму определяли методом диффузии в агар, с использованием дисков, содержащих 30 мкг антибиотика (571 штамм) и с помощью Е-теста (101 штамм). В качестве питательной среды использовали агар Muller-Hinton [8].
   В качестве контроля при применении Е-теста использовали тест-штаммы: Escherichia coli ATCC 35218, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 29213, Streptococcus pneumoniae ATCC 49619.
   Всего было исследовано 672 штамма микроорганизмов, в том числе 327 штаммов грамотрицательных бактерий и 345 штаммов грамположительных кокков (табл. 1).   

Результаты и обсуждение
   Чувствительность микроорганизмов к цефепиму, изученная с помощью дисков, представлена в табл. 2. Чувствительными считали штаммы с зоной задержки роста, равной 15 мм и более.
   Среди Enterobacteriaceae наиболее высокой чувствительностью к цефепиму обладали E. coli (88,6%) и штаммы Citrobacter spp., Proteus spp., Morganella morganii (87,9%). Менее чувствительны к цефепиму были штаммы Enterobacter spp. (71,4%) и Klebsiella spp. (62,5%). Достаточно большое число устойчивых к цефепиму штаммов Klebsiella, вероятно, связано с гиперпродукцией хромосомных бета-лактамаз или продукцией плазмидами бета-лактамаз расширенного спектра (ESBL).
    Cледует отметить умеренную чувствительность к цефепиму штаммов P. aeruginosa. Это особенно важно, так как среди всех изученных грамотрицательных микроорганизмов штаммы P.aeruginosa составили подавляющее большинство. Кроме того, P.aeruginosa является признанным доминирующим возбудителем при госпитальных хирургических инфекциях (гнойные раны, инфекционные осложнения ожоговой травмы и др.). Штаммы отличались полирезистентностью к антибактериальным препаратам. Практически все изученные штаммы P.aeruginosa были выделены от больных, ранее длительно получавших антибактериальную терапию.
   Наиболее низкую чувствительность к цефепиму показали штаммы Acinetobacter spp. (56,7%). Высокая устойчивость неферментирующих микроорганизмов может быть связана с продукцией плазмидных и хромосомных бета-лактамаз, снижением проницаемости внешних структур микробной клетки или с активным выведением из нее антибиотика [9].
   Среди грамположительных кокков наиболее высокая чувствительность выявлена у S. aureus (85,7%) и S. epidermidis (79,1%).
   Несколько менее чувствительны к цефепиму были стрептококки (70,2%), которые были в основном выделены от больных с пневмониями внегоспитального происхождения. Как правило, это были зеленящие или бета-гемолитические виды стрептококков, резистентные к обычно применяемым препаратам.
Таблица 1. Микроорганизмы, выделенные у хирургических

больных

Микроорганизмы	Число штаммов
Грамотрицательные	327
Escherichia coli	48
Enterobacter spp.	24
Klebsiella spp.	29
Serratia spp.	4
Другие Enterobacteriaceae *	52
Pseudomonas aeruginosa	130
Acinetobacter spp.	40
Грамположительные	345
Staphylococcus spp. **	244
Streptococcus spp.	57
Enterococcus spp.	44
Всего.. .	672
* В группу других Enterobacteriaceae входит 21 штамм Citrobacter spp., 27 штаммов Proteus spp. и 4 штамма Morganella morganii. ** В группу Staphylococcus spp. входят 109 штаммов S. aureus и 135 штаммов S. epidermidis.

Таблица 2. Чувствительность микроорганизмов к цефепиму in vitro

Микроорганизмы	Количество штаммов	Количество чувствительных штаммов	%
E. coli	35	31	88,6
Enterobacter spp.	14	10	71,4
Klebsiella spp.	16	10	62,5
Другие Enterobacteriaceae	33	29	87,9
P. aeruginosa	118	84	71,2
Acinetobacter spp.	30	17	56,7
S. epidermidis	129	102	79,1
S. aureus	105	90	85,7
Streptococcus spp.	47	33	70,2
Enterococcus spp.	44	13	29,5
Всего...	571	419	73

Таблица 3. Активность in vitro цефепима в сравнении с пятью

антибактериальными препаратами

Микроорганизмы (n)	Aнтибиотики	Интервал МПК, мг/л
Escherichia coli (13)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,016 - 1,5    0,064 - 32,0    0,016 - 12,0    0,012 - >32,0    0,19 - 0,38    0 ,075 - 3,0
Enterobacter spp. (10)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,023 - >256,0    0,125 - 64,0    0,032 - >256    0,016 - 4,0    0,25 - 3,0    1,0 - >256,0
Klebsiella spp. (13)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,016 - 32    0,047 - >256    0,016 - >256    0,004 - >32,0    0,25 - 2,0    0,75 -24,0
Serratia spp. (4)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипенем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,023-32    0,064-12    0,047->256    0,012-0,5    0,25->32,0    0,75 - 16
Другие Enterobacteriaceae (19)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипенем    Пиперацилин/    тазобактам	0,016 - 128    0,032 - 48    <0,016 - >256    0,008 - >32    0,25 - >32    0,084 - 6
Pseudomonas aeroginоsa (12)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,75 - >256    0,064 - >256    0,125 - >256    0,094 - >32    0,19 - >32    <0,016 - >256
Acinetobacter spp. (10)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	0,75 - 32    2,0 - >256    2,0 - >256    0,125 - 4,0    0,125 - 2,0    <0,016 - >256
Staphylococcus spp. (10)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	1 - 16    2 - 48    1 - 32    0,125 - 0,5    0,006 - 1,0    0,047 - 2,0
Streptococcus spp. (10)	Цефепим    Цефтазидим    Цефтриаксон    Ципрофлоксацин    Имипинем    Пиперацилин/    Тазобактам	<0,016 - >256    0,016 - >256    0,016 - >256    0,19 - 38    0,032 - 2,0    0,016 - 2,0

         Наибольшую устойчивость к цефепиму показали энтерококки. Чувствительные штаммы составили всего 29,5%. Обычно энтерококки выделяли от больных реанимационного отделения с длительной катетеризацией мочевого пузыря. Штаммы были полирезистентны к большинству препаратов пенициллинового ряда, аминогликозидам, другим цефалоспориновым антибиотикам.
   Результаты изучения антимикробной активности цефепима в сравнении с другими антибактериальными препаратами (цефтазидим, цефтриаксон, ципрофлоксацин, имипенем, пиперацилин/тазобактам) в отношении 101 штамма, определенной с помощью Е-теста, представлены в табл. 3. Интервал МПК цефепима для E. coli составил от 0,016 до 1,5 мг/л. Верхняя граница МПК (1,5 мг/л) была значительно ниже, чем для цефалоспоринов III поколения - цефтазидима и цефтриаксона (32,0 и 12,0 мг/л соответственно). Ципрофлоксацин, пиперацилин/тазобактам и особенно имипенем также показали высокую активность в отношении E. coli.
   Уровень природной устойчивости Klebsiella spp. определяется наличием у подавляющего большинства штаммов хромосомных бета-лактамаз. Цефепим оказался менее активен в отношении этих микроорганизмов, интервал МПК составил от 0,016 до 32 мг/л, однако верхняя граница МПК для цефтазидима и цефтриаксона была намного выше - более 256 мг/л. Самым активным препаратом в отношении изученных штаммов клебсиелл был имипенем (интервал МПК колебался от 0,25 до 2,0 мг/л).
   Еще шире диапазон колебаний МПК цефепима был для различных видов Enterobacter - от 0,023 до более 256 мг/л. Цефтазидим и цефтриаксон показали сходную активность в отношении этих микроорганизмов: МПK составили 0,125-64,0 и 0,032->256 мг/л соответственно. Наиболее активными препаратами были имипенем и ципрофлоксацин.
Таблица 4. Чувствительность микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Е - тест)

Антибиотик	Staphylo cocсus spp. (n=10)	Strepto coccus spp. (n=10)	E. coli (n=13)	Entero bacter spp. (n=10)	Klebs iella spp. (n=13)	Serr atia spp. (n=4)	Другие Entero Bacteri aceae (n=19)	P.aeru gi nosa (n=12)	Aci net oba cter spp. (n=10)
Цефепим S+I	10	7	13	9	11	3	18	10	6
R	0	3	0	1	2	1	1	2	4
Цефтазидим S+I	9	7	12	9	10	4	17	8	4
R	1	3	1	1	3	0	2	4	6
Цефтриаксон S+I	10	7	13	8	9	3	16	5	3
R	0	3	0	2	4	1	3	7	7
Ципрофлоксацин S+I	10	9	11	9	12	4	18	7	8
R	0	1	2	1	1	0	1	5	2
Имипенем S+I	10	10	13	10	13	3	18	10	10
R	0	0	0	0	0	1	1	2	0
Пиперациллин/
тазобактам S+I	10	10	13	8	13	4	19	6	5
R	0	0	0	2	0	0	0	6	5
Примечание. R - резистентные, I - умеренно чувствительные, S - чувствительные.

   Цефепим проявлял наиболее низкую активность в отношении неферментирующих грамотрицательных бактерий Р. aeruginosa и Acinetobacter spp: МПК составляли 0,75 - более 256 мг/л и 0,75-32 мг/л соответственно. В отношении P. aeruginosa цефепим уступал по активности другим препаратам. В отношении Acinetobacter spp. цефепим превосходил по активности цефтазидим и цефтриаксон и уступал другим препаратам.
   Грамположительные микроорганизмы - стафилококки и стрептококки - показали различную чувствительность к цефепиму. Если интервал МПК для стафилококков колебался от 1 до 16 мг/л, то для стрептококков - от менее 0,016 до более 256 мг/л. Ципрофлоксацин, пиперацилин/тазобактам и особенно имипенем были наиболее активными препаратами в отношении стафилококков. Устойчивые штаммы стрептококков были выделены из крови и мокроты больных септическим эндокардитом, осложненным пневмонией, ранее неоднократно получавших препараты цефалоспоринового ряда. Это подтверждается высокой устойчивостью исследованных штаммов стрептококков к цефтазидиму и цефтриаксону. Ципрофлоксацин, имипенем и пиперацилин/тазобактам показали более высокую активность в отношении стрептококков, выделенных от больных септическим эндокардитом.
   Результаты определения методом Е-теста чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам представлены в табл. 4.
   Не выявлено ни одного устойчивого к цефепиму штамма среди стафилококков и E. coli. Все 10 исследованных штаммов стафилококков показали такую же высокую чувствительность и к другим препаратам, за исключением цефтазидима (1 из 10 штаммов был устойчив к этому препарату).
   Чувствительность стафилококков и кишечной палочки к цефепиму была сопоставима с чувствительностью к другим препаратам (90-100%), кроме более низкой чувствительности E. coli к ципрофлоксацину (85%). Чувствительность стрептококков к цефепиму, цефтазидиму и цефтриаксону (70%) была ниже, чем к другим препаратам (90-100%). Чувствительность Enterobacter к цефепиму (90%) была аналогична чувствительности к цефтазидиму, ципрофлоксацину и имипенему (90-100%) и была выше, чем к цефтриаксону и пиперацилину/тазобактаму (80%). Среди штаммов Klebsiella больше встречалось резистентных штаммов к цефтазидиму и цефтриаксону, чем к другим препаратам. Резистентные штаммы P. aeruginosa реже встречались к цефепиму и к имипенему (2 из 12), чем к другим препаратам (4-7 штаммов из 12). Резистентные штаммы Acinetobacter реже встречались к ципрофлоксацину (2 из 10) и имипенему (0), чем к другим препаратам (4-7 из 10).
   Проведенные исследования показали, что цефалоспорин IV поколения - цефепим является высокоактивным антибактериальным препаратом, который можно рассматривать в качестве средства для эмпирической терапии тяжелых хирургических инфекций. Преимуществами цефепима перед цефалоспоринами III поколения являются хорошая активность в отношении грамположительных микроорганизмов и высокая активность в отношении грамотрицательных бактерий, резистентных к цефалоспоринам III поколения. Широкий спектр антимикробного действия цефепима позволяет во многих случаях применять его в виде монотерапии. При лечении тяжелых госпитальных инфекций цефепим можно рассматривать в качестве альтернативного антибактериального средства не только цефалоспоринам III поколения, но и в ряде случаев - другим антибиотикам широкого спектра действия.   

Литература:
   1. Блатун Л.А., Павлова М.В., Терехова Р.П. Лечение и профилактика раневой инфекции. Новый мед. журн. 1998; 3: 7-11.
    2. Barradell LB, Bryson HM. Cefepime: A review of its antibacterial activity paharmacokinetic and therapeutic use. Drugs 1994; 47: 471-505.
   3. Liu YC, Huang WK, Cheng DL. Antibacterial activity of cefepime in vitro. Chemother 1994; 40: 384-90.
   4. Okamoto MP, Nakahiro RK, Chin A, Bedikian A, Gill MA. Cefepime: A new fourth-generation cephalosporin. Am J. Hosp Pharm. 1994; 51: 463-477.
   5. Sanders CC. Cefepime: The next generation? Clin Infect Dis 1993; 17: 369-97.
   6. Voutsinas D, Mavroudis I, Avlamis A, Giamarellou H. Comparative in vitro activity of cefepime (BMY 28142) against multiresistant nosocomail isolates of Pseudomonas aeruginosa Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1989; 8: 917-9.
   7. Кузин М.И., Колкер И.И., Костюченок Б.М. Бактериологическая диагностика раневой инфекции. Методические рекомендации, М., 1984, 22.
   8. Brown DFJ, Brown L. Evaluation of the E-test: A novel method of quantifying antimicrobial activity. J Antimicrob Chemother 1991; 27: 185-90.
   9. Сидоренко С.В., Страчунский Л.С., Ахмедова Л.И. и др. Антибиотики и химиотер. 1999; 44(11): 7-16.