Термические ожоги у детей представляют собой серьезную медицинскую, социальную и экономическую проблему здравоохранения [7]. В настоящее время, несмотря на успехи, достигнутые в лечении ожоговой болезни, летальность у пострадавших от ожоговой болезни остается высокой. Основной причиной летального исхода при обширных глубоких ожогах является развитие ассоциированной инфекции на поверхности ожоговых ран, вызывающей гибель до 75 % пациентов [1].
На поверхности ожоговых ран формируется влажная, коагулированная биологическая ткань с постоянно пополняющимся запасом диффундирующих из плазмы питательных веществ, а температура тела человека обеспечивает оптимальные условия для интенсивного размножения микроорганизмов. По мере репродукции бактерий увеличивается вероятность инвазии их в близлежащие жизнеспособные ткани и проникновение в систему кровообращения. Как только микроорганизмы получают доступ в системный кровоток, инфекционные очаги могут возникать в любых местах и тканях организма, не связанных с первоначальным очагом инфицирования, а постоянное размножение бактерий на поверхности ожоговой раны создает условия для развития сепсиса, что приводит к снижению иммунологической реактивности организма [9, 12].
Электронная микроскопия ожоговых ран показала, что 60 % биоптатов, взятых с поверхности ран у больных с хронической инфекцией, содержали биопленкообразующие бактерии [14]. Биопленки, обнаруженные в ране, выглядят светлыми и гелеобразными [13], стимулируют воспаление, увеличивают проницаемость сосудов, образование раневого эксудата и формирование фибринозного струпа. Наличие струпа может указывать на наличие в ране биопленки. Микробы, находящиеся в биопленке, уже через 6–12 часов обладают некультивируемыми свойствами, становятся устойчивыми к антибиотикам, химиотерапевтическим препаратам, антисептикам и дезинфицирующим растворам в результате образования внеклеточных полисахаридов [3, 10].
О.В. Рыбальченко с соавт. [6] считают, что в течение 24 часов лечение ран будет эффективным как в отношении планктонной фракции бактерий, так и для бактерий, покрытых биопленкой.
Итак, ожоговая поверхность является оптимальной средой для размножения многих бактерий, и с поверхности ожоговой раны выделяются общепринятыми микробиологическими методиками культивируемые бактерии, а также в ранах находятся и некультивируемые биопленкообразующие бактерии, покрытые полисахаридным матриксом. В биопленках создаются благоприятные условия для роста и размножения микробных популяций. Поэтому изучение микрофлоры ожоговых ран является актуальным не только в плане проведения эффективной терапии при ожоговой болезни, но и в плане прогнозирования развития инфекционного процесса, вызванного микробными ассоциациями, находящимися в биопленках.
Целью настоящих исследований явился анализ микробного пейзажа ожоговых ран у детей с тяжелой термической травмой и выявление его влияния на исход инфекционного процесса.
Материалы и методы исследований
В течение 2007–2012 гг. проведен анализ результатов 262 микробиологических исследований проб с поверхности ожоговых ран от 103 больных в возрасте от 6 мес. до 17 лет, лечившихся в ожоговом отделении ГБУЗ ТО ОКБ № 1 г. Тюмени. Под наблюдением находилось 66 (64 %) мальчиков и 37 (36 %) девочек с ожогом II–IIIАБ-IV степени с площадью поражения от 7 до 70 % поверхности тела. В 79,6 % случаев ожог был получен горячими жидкостями и в 20,4 % – пламенем или электрическим током. Больные находились в отделении реанимации и интенсивной терапии, где проводилась антибактериальная, инфузионно-трансфузионная, респираторная терапия, нутритивная поддержка, обезболивание и местное лечение ран.
Микробиологические исследования раневого отделяемого проводили в соответствии с требованиями приказа МЗ РФ № 535 «Об унификации микробиологических (бактериологических) методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений».
Статистический анализ материалов исследований проводили с помощью компьютерной программы Statistika v 6.0, с использованием средней арифметической с учетом отклонений средней ошибки (М ± m).
Результаты исследования и их обсуждение
Местные и общие признаки развития раневого инфекционного процесса, как правило, неспецифичны и поэтому необходима разработка специфических методов лабораторной диагностики в динамике развития инфекционного процесса. В плане совершенствования микробиологической диагностики перспективным является разработка инновационных технологий по выявлению биопленкообразующих бактерий в стадии биопленкообразования.
Анализ микробного пейзажа ожоговых ран показал, что наиболее часто на поверхности ран определялись бактерии Staphylococcus spp. (42,7 %) и Еnterococcus spp. (18,7 %). На долю S. aureus и S. epidermidis приходилось в сумме 39,3 % выделенных микробных культур. Выявлена доминирующая роль эпидермального стафилококка в обсемененности ожоговых ран (22,5 %). Очевидно, это связано с тем, что S. epidermidis является представителем нормальной микрофлоры кожи и слизистых оболочек человека. Кожа является первичным барьером защиты организма от инфекции. При повреждении кожных покровов термическим агентом произошла диссеминация S. epidermidis из близлежащих тканей на ожоговую поверхность. На наш взгляд, наибольшая вероятность инфицирования ожоговой раны связана именно с этими бакетериями.
Бактерии Еnterococcus spp. определялись в 18,7 % случаев. Как известно, энтерококки относятся к условно-патогенным микроорганизмам, которые могут вызвать аутоинфекции. В то же время энтерококки обладают достаточно высокой устойчивостью к воздействию дезинфицирующих средств, применяемых в ожоговом отделении, и при достаточном их накоплении они могут приводить к экзогенному инфицированию ран. Этому также способствовало наличие обширной раневой поверхности [5].
Из неферментирующей грамотрицательной микрофлоры в наибольшем проценте случаев встречалась культура P. aeruginosa (10,3 %). Синегнойная инфекция на ожоговой поверхности у детей вызывала длительное заживление ран, создавала неблагоприятные условия для приживления лоскутов после операции пересадки донорской кожи, объясняла частоту расплавления пересаженных лоскутов на ожоговой поверхности.
E.coli на поверхности ожоговых ран определялась в 2,7 % случаев.
Анализ данных литературы показал, что бактерии S. aureus, S. epidermidis, P.aeruginosa и E.coli обладают биопленкообразующей активностью [2, 4, 11].
Как известно, инфицирование ожоговых ран происходит различными путями: заражение через воздух и предметы обихода, инфицирование собственной условно-патогенной микрофлорой, от бактерионосителей медицинского персонала и посетителей больных, а также при врачебных манипуляциях, во время перевязок, преимущественно при длительном лечении пострадавших [1].
На грибковую инфекцию и дифтероиды приходилось 6,5 % от всех исследований с поверхности ожоговых ран. Выделение Candida spp. составило 3,8 %, а Bacillus spp – 4,9 %. У 1-го больного с ожогом IIIАБ степени при микробиологическом исследовании раневого отделяемого были обнаружены грибы рода Candida albicans, которые привели к сепсису и в итоге к летальному исходу.
Микробные ассоциации на поверхности ожоговых ран определялись в 56 % случаев. От больных выделяли от 2-х до 4-х различных микроорганизмов. Монокультура была выделена у 44 % обследованных больных. Микстинфекция, включающая 2 вида бактерий, наблюдалась в 40 % случаев, 3 – в 13,3 % случаев, а 4 – в 2,7 % случаев. Проведенный нами анализ показал, что микрофлора в микробных ассоциациях более чем в 60 % была не чувствительна к антибиотикам, применяемым в ЛПУ. Микробы были не чувствительны к антибиотикам различных групп (оксициклину, гентамицину, ципрофлоксацину, цефтазидину и др.).
На развитие генерализованного инфекционного процесса существенное влияние оказывала концентрация микробной взвеси на поверхности ожоговых ран. В 1965 г. R.B. Lindberg с соавт. [15] провели исследования по изучению влияния концентрации бактерий на поверхности ожоговых ран на инфекционный процесс и прогнозирование течения ожоговой болезни. Установлено, что при микробной обсемененности ожоговых ран в количестве 105–106 микробных клеток в 1 г ткани развивался генерализованный инфекционный процесс.
Результаты 115 исследований с поверхности ожоговых ран показали, что в 50,4 % случаев концентрация бактерий на поверхности ожоговых ран составляла 101–103 степени, в 25,2 % – 104–105 степени. Концентрация бактерий свыше 106 степени регистрировалась в 24,4 % случаев. У детей с концентрацией бактерий на поверхности ожоговой раны равной 104–105 степени микробных клеток в 1 г исследуемой ткани отмечалась бактериемия и генерализованное инфекционное осложнение – сепсис.
Анализ летальности 83 детей с тяжелой термической травмой показал, что в 50,6 % случаев у больных наблюдалась бактериемия, вызванная преимущественно биопленкообразующими бактериями. В 30,9 % случаев были идентифицированы P. aeruginosaи в 23,8 % случаев S.aureus. Возможно, некультивируемые бактерии P. aeruginosa и S. aureus в организме пациентов перешли в культивируемое состояние [8].
Итак, по результатам микробиологических исследований установлено, что на ожоговой поверхности у детей с тяжелой термической травмой в 56 % случаев определялась ассоциированная микрофлора. С раневой поверхности выделены S. aureus и S. epidermidis в 39,3 % случаев, P.aeruginosa в 10,3 % и E.coli в 2,7 % случаев. Доминирующим микроорганизмом на поверхности ожоговых ран был S. epidermidis (22,5 %) – представитель нормальной микрофлоры организма человека. Все вышеперечисленные микроорганизмы обладают способностью формировать биопленки, поэтому при длительном течении инфекционного процесса необходимо определять наличие биопленок на поверхности ожоговых ран. Установлено также, что у детей с концентрацией бактерий на поверхности ожоговой раны, равной 104–105 степени микробных клеток в 1 г исследуемой ткани, отмечалась бактериемия и развивался генерализованный инфекционный процесс с септическим исходом.
Выводы
1. За период с 2007 по 2012 гг. в ожоговом отделении ГБУЗ ТО «ОКБ № 1» г. Тюмени у детей в возрасте от 1 до 17 лет при ожоговой травме II-IIIАБ степени размером от 7 до 70 % площади поверхности тела наблюдалась ассоциированная инфекция в 56 % случаев, включающая 2–4 вида различных микроорганизмов. В микробных ассоциациях бактерии более чем в 60 % случаев были не чувствительны к антибиотикам различных групп.
2. Из грамположительной микрофлоры в наибольшем проценте случаев определялся эпидермальный стафилококк (22,5 %), а из грамотрицательной – синегнойная палочка.
3. При концентрации микробных клеток 104–105 в 1 г ожоговой ткани развивался генерализованный инфекционный процесс с септическим исходом в 25,2 % случаев.
4. Полученные результаты анализа микробного пейзажа ожоговых ран свидетельствуют о необходимости разработки методов диагностики биопленок бактерий, находящихся на поверхности ожоговых ран.
Рецензенты:
Мефодьев В.В., д.м.н., профессор кафедры медико-профилактического дела ФПК и ППС, ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия» Минздрава России, г. Тюмень;
Мальчевский В.А., д.м.н., главный научный сотрудник Отдела протекторных механизмов репродуктивных систем криосферы, ФГБУН «Тюменский научный центр» СО РАН, г. Тюмень.
Работа поступила в редакцию 15.08.2013.