Биопленки как форма сущест­вования возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Эпидемиологические аспекты проблемы


Целикина Е.Г., Минаева Н.З., Гапонов М.А., Тутельян А.В.

Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва
В представленной статье обсуждается необходимость актуализации проблемы совершенствования микробиологического мониторинга возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП). Способность наиболее распространенных возбудителей ИСМП образовывать биопленки повышает стрессоустойчивость микроорганизмов, входящих в их состав, что, в свою очередь, обеспечивает их выживаемость в госпитальной среде и персистенцию возбудителей в условиях стационаров. Необходимо уделять должное внимание оценке степени интенсивности и параметров формирования биопленок возбудителями ИСМП, роли биопленкообразующих бактерий в эпидемическом процессе данной группы инфекций. Подчеркивается необходимость внедрения новых перспективных подходов и методов в изучении и оценке значимости свойства биопленкообразования у различных микроорганизмов, что послужит совершенствованию системы эпидемиологического надзора за ИСМП.

Литература


1. Покровский В.И., Акимкин В.Г., Брико Н.И., Брусина Е.Б., Благонравова А.С., Зуева Л.П., Ковалишена О.В., Стасенко В.Л., Тутельян А.В., Фельдблюм И.В., Шкарин В.В. Основы современной классификации инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Эпидемиол. и инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2011; 3: 4–10.


2. Орлова О.А., Акимкин В.Г., Чистова А.В., Ефремова Н.П. Структура и клинико-эпидемиологическая характеристика инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в хирургических стационарах. Эпидемиология и гигиена 2014; 2: 14–19.


3. Shelley S. Magill, Jonathan R. Edwards, Wendy Bamberg, Zintars G. Beldavs, Ghinwa Dumyati, Marion A. Kainer, Ruth Lynfield, Meghan Maloney, Laura McAllister-Hollod, Joelle Nadle, Susan M. Ray, Deborah L. Thompson, Lucy E. Wilson, Scott K. Fridkin. Multistate Point-Prevalence Survey of Health Care–Associated Infections. N. Еngl. J. Med. 2014; 370(13): 1198–1208.


4. European Centre for Disease Prevention and Control. Annual epidemiological report 2014. Antimicrobial resistance and healthcare-associated infections. Stockholm: ECDC; 2015: 18–19.


5. The European Centre of Disease Prevention and Control (ECDC). Healthcare-associated infections. http://www.ecdc.europa.eu/en/healthtopics/ Healthcare-ssociated_infections/Pages/index.aspx?preview=yes&pdf=yes.


6. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году» http:// www.rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=3692


7. Yokoe D.S., Anderson D.J., Berenholtz S.M., Calfee D.P., Dubberke E.R., Ellingson K.D., Gerding D.N., Haas J.P., Kaye K.S., Klompas M., Lo E., Marschall J., Mermel L.A., Nicolle L.E., Salgado C.D., Bryant K., Classen D., Crist K., Deloney V.M., Fishman N. O. A compendium of strategies to prevent healthcare-associated infections in acute care hospitals: 2014 updates. Am. J. Infect. Control 2014: 42(8); 820–828.


8. Allegranzi B., Bagheri Nejad S., Combescure C., Graafmans W., Attar H., Donaldson L., Pittet D. Burden of endemic health-care-associated infection in developing countries: systematic review and meta-analysis. Lancet 2011; 377 (9761): 228–241.


9. Орлова О.А., Акимкин В.Г. Микробиологический мониторинг ИВЛ-ассоциированных инфекций дыхательных путей у пациентов с тяжелой травмой. Эпидемиол. и инфекц. бол. 2015; 2: 21–25.


10. Microorganisms isolated in HAIs (all HAI types) in acute care hospitals in EU/EEA, ECDC-PPS 2011–2012. http:// www.ecdc.europa.eu/en/ healthtopics/Healthcare-associated_infections/ database/Pages/hai-pps-database-microorganisms-antimicrobial-resistance.aspx


11. Magill S.S., Dumyati G., Ray S.M., Fridkin S.K. Evaluating Epidemiology and Improving Surveillance of Infections Associated with Health Care, United States. Emerg. Infect. Dis. 2015; 21: 1537–1542.


12. Плюта В.А. Особенности образования биопленок и quorum sensing регуляция при действии антибактериальных агентов. Автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2014.


13. Høiby N., Ciofu O., Johansen H. K., Song Z. J., Moser C., Jensen Ø., Jensen P., Molin S., Givskov M., Tolker-Nielsen T., Bjarnsholt T. The clinical impact of bacterial biofilms. Int. J. Oral Sci. 2011; 3(2): 55–65.


14. Lear G., Lewis G. Microbial biofilms: current research and applications. Norfolk, UK: Caister Academic Press, 2012.


15. Jain A., Marsili E., Bhosle N.B. The Biofilm Returns: Microbial Life at the Interface. In: Microbes and Microbial Technology. New York: Springer, 2011; 59–85.


16. Costerton J.W., Stewart P.S., Greenberg E. P. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science 1999; 284(5418): 1318–1322.


17. Hobley L., Harkins C., MacPhee C.E., Stanley-Wall N.R. Giving structure to the biofilm matrix: an overview of individual strategies and emerging common themes. FEMS Microbiol. Rev. 2015; 39(5): 649–669.


18. Chen L., Wen Y. The role of bacterial biofilm in persistent infections and control strategies. Int. J. Oral Sci. 2011; 3(2): 66–73.


19. Shadia M. A., Aeron A. Bacterial Biofilm: Dispersal and Inhibition Strategies. SAJ Biotechnol. 2014; 1(1): 105.


20. Proal A. Understanding biofilms. http://bacteriality.com/2008/05/26 /biofilm.


21. Harriott M.M., Noverr M.C. Importance of Candida-bacterial polymicrobial biofilms in disease. Trends Microbiol. 2011; 19(11): 557–563.


22. Francolini I., Donelli G. Prevention and Control of Biofilm-Based Medical-Device-Related Infections. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2010; 59: 227–238.


23. A research team from the Institut Pasteur in association with the French National Research Institute (CNRS). Biofilms and nosocomial infections: a riposte, at last? http://www.pasteur.fr/en/institut-pasteur/press/press-documents/biofilms-and-nosocomial-infections-riposte-last.


24. Talaro K. Foundation in Microbiology: Basic Principles. New York: McGraw-Hill Education, 2008; 350–390.


25. Donelli G. Biofilm-based Healthcare associated infections. Vol. II. Switzerland: Springer International Publishing, 2015. 195 р.


26. Mann E.E., Manna D., Mettetal M.R., May R.M., Dannemiller E.M., Chung K.K., Brennan A.B., Reddy S.T. Surface micropattern limits bacterial contamination. Antimicrob. Res. Infect. Control. 2014; 17(3): 1–8.


27. Otter J.A., Vickery K., Walker J.T., de Lancey Pulcini E., Stoodley P., Goldenberg S.D., Salkeldb J.A.G., Chewinsb J., Yezlib S., Edgewortha J.D. Surface-attached cells, biofilms and biocide susceptibility: implications for hospital cleaning and disinfection. J. Hosp. Infect. 2015; 89(1): 16–27.


28. Brillowska-Dabrowska A., Schön T., Pannanusorn S., Lönnbro N., Bernhoff L., Bonnedal J., Arendrup M.C. A nosocomial outbreak of Candida parapsilosis in southern Sweden verified by genotyping. Scand. J. Infect. Dis. 2009; 41(2): 135–142.


29. Seral C., Sáenz Y., Algarate S., Duran E., Luque P., Torres C., Castillo F.J. Nosocomial outbreak of methicillin- and linezolid-resistant Staphylococcus epidermidis associated with catheter-related infections in intensive care unit patients. Int. J. Med. Microbiol. 2011; 301(4): 354–358.


30. Стрелкова Е. А. Действие стрессовых факторов на бактериальные биопленки с дефектом структуры внеклеточного полимерного матрикса. Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 2013.


31. Туркутюков В.Б., Ибрагимова Т.Д., Фомин Д.В. Молекулярные особенности морфологии биопленок, формируемых штаммами неферментирующих грамнегативных бактерий. Тихоокеанский медицинский журнал 2013; 4: 44–47.


32. Lappin-Scott H., Burton S., Stoodley P. Revealing a world of biofilms — the pioneering research of Bill Costerton. Nature Reviews Microbiology 2014; 12: 781–787.


33. Wang Y., Wie D., Li K., Wang B., Li Shi L., Zhang G., Wang X., Du B., Wei Q. Response of extracellular polymeric substances to the toxicity of 2,4-dichlorophenol in aerobic granular sludge system: production and interaction mechanism. RSC Adv. 2015; 5: 33016–33022.


34. Jhajharia K., Parolia A., Shetty K.V., Mehta L.K.. Biofilm in endodontics: a review. Journal of International Society of Preventive & Community Dentistry 2015; 5(1): 1–12.


35. Chowdhury I., Zorlu O., Walker Sharon L., Haznedaroglu B. Z. Impact of Growth Phase and Natural Organic Matter on the Attachment Kinetics of Salmonella typhimurium to Solid Surfaces. Environmental Engineering Science 2015; 32(2): 111–120.


36. Silva V.O., Soares L.O., Silva Júnior A., Mantovani H.C., Chang Y.F., Moreira M.A. Biofilm formation on biotic and abiotic surfaces in the presence of antimicrobials by Escherichia coli isolates from cases of bovine mastitis. Appl. Environ. Microbiol. 2014; 809(19): 6136–6145.


37. Kanematsu H., Barry D. M. Adhesion of Bacteria. Biofilm and Materials Science. Switzerland: Springer International Publishing, 2015; 23–34.


38. Oropeza R., Salgado-Bravo R., Calva E. Deletion analysis of RcsC reveals a novel signaling-pathway controlling PGA synthesis and biofilm formation in Escherichia coli. Microbiology 2015; 161(4): 903–913.


39. Karunakaran E., Mukherjee J., Ramalingam B., Biggs C.A. «Biofilmology»: a multidisciplinary review of the study of microbial biofilms. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011; 90(6): 1869–1881.


40. Allen W. J., Phan G., Waksman G. Pilus biogenesis at the outer membrane of Gram-negative bacterial pathogens. Current Opinion in Structural Biology 2012; 22 (4): 500–506.


41. Bogino P.C., de las Mercedes Oliva M., Sorroche F.G., Giordano W. The Role of Bacterial Biofilms and Surface Components in Plant-Bacterial Associations. Int. J. Molecular. Sci. 2013; 14(8): 15838–15859.


42. Rajendran R., Sherry L., Lappin D. F., Nile C. J., Smith K., Williams C., Munro C.A., Ramage G. Extracellular DNA release confers heterogeneity in Candida albicans biofilm formation. BMC Microbiology 2014; 14(1): 303.


43. Barnes A.M., Ballering K.S., Leibman R.S., Wells C.L., Dunny G.M. Enterococcus faecalis produces abundant extracellular structures containing DNA in the absence of cell lysis during early biofilm formation. MBio 2012; 3(4): e00193–12.


44. Flemming H.C., Wingender J. The biofilm matrix. Nat. Rev. Microbiol. 2010; 8: 623–633.


45. Das T., Sharma P.K., Busscher H.J., van der Mei H.C., Krom B.P. Role of extracellular DNA in initial bacterial adhesion and surface aggregation. Appl. Environ. Microbiol. 2010; 76: 3405–3408.


46. Hu W., Li L., Sharma S., Wang J., McHardy I., Lux R., Yang Z., He X., Gimzewski J.K., Li Y., Shi W. DNA builds and strengthens the extracellular matrix in Myxococcus xanthus biofilms by interacting with exopolysaccharides. PLoS One 2012; 7: e51905.


47. Das T., Sharma P.K., Krom B.P., Van der Mei H.C., Busscher H.J. Role of eDNA on the adhesion forces between Streptococcus mutans and substratum surfaces: influence of ionic strength and substratum hydrophobicity. Langmuir 2011; 27: 10113–10118.


48. Peterson B.W., van der Mei H.C., Sjollema J., Busscher H.J., Sharma P.K. A distinguishable role of eDNA in the viscoelastic relaxation of biofilms. MBio 2013; 4(5): e00497–13.


49. Das T., Kutty S. K., Kumar N., Manefield M. Pyocyanin facilitates extracellular DNA binding to Pseudomonas aeruginosa influencing cell surface properties and aggregation. PLoS One 2013; 8(3): e58299.


50. Okshevsky M., Meyer R.L. The role of extracellular DNA in the establishment, maintenance and perpetuation of bacterial biofilms. Crit. Rev. Microbiol. 2015; 41(3): 341–352.


51. Madsen J. S., Burmølle M., Hansen L.M., Sørensen S.J. The interconnection between biofilm formation and horizontal gene transfer. FEMS Immunology & Medical Microbiology. 2012; 65(2): 183–195.


52. Henson G., Ghonim E., Swiatlo A., King S., Moore K.S., King S.T., Sullivan D. Cost-benefit and effectiveness analysis of rapid testing for MRSA carriage in a hospital setting. Clin. Lab. Sci. 2014; 27(1): 13–20.


53. Kling J. PCR Screening Cuts In-Hospital Infection. http://www. medscape.com/viewarticle/804122.


Об авторах / Для корреспонденции


Для корреспонденции:
Целикина Евгения Геннадьевна – мл. науч. сотр. лаб. инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора
Адрес: 111123,.Москва, ул. Новогиреевская, д. 3а
Телефон: +7(495) 672-11-90
E-mail: ilc@pcr.ru

Сведения об авторах:
Минаева Наталья Захаровна – канд. мед. наук, вед. науч. сотр. лаб. инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора; ilc@pcr.ru
Гапонов Михаил Андреевич – мл. науч. сотр. лаб. инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора; mih.gaponov@yandex.ruм
Тутельян Алексей Викторович – д-р мед. наук, проф., зав. лаб. инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора; ilc@pcr.ru


Похожие статьи


Бионика Медиа