Определение чувствительности бактерий – важная часть лечения бактериальных инфекций, поскольку эта процедура позволяет подобрать для лечения максимально эффективные антибиотики или бактериофаги. Так можно выяснить, на какие вещества колонии бактерий, выращенные in vitro, реагируют приостановкой роста или гибелью.
Родственные виды бактерий имеют некоторый естественный диапазон чувствительности к антибактериальным препаратам или их группам. Большинство бактериальных клеток имеют среднестатистическую чувствительность, характеризующую колонию. Однако при длительном выращивании на средах, содержащих вещества, подавляющие рост и развитие бактериальных колоний, чувствительность некоторых бактерий на антибиотики снижается, а со временем при помощи маленьких кольцевых ДНК (плазмид) передается всем бактериальным клеткам. Так возникают нечувствительные штаммы, доставляющие массу хлопот лечащим врачам.
Снижение чувствительности бактерий к антибактериальным препаратам часто возникает при длительном нерегулярном приеме антибиотиков. В таком случае определение чувствительности бактерий на антибиотики становится обязательным этапом, предшествующим эффективному лечению.
Современные бактериальные культуры часто демонстрируют высокую устойчивость к бета-лактамным антибиотикам, таким как цефалоспорины и пенициллины. Это связано с тем, что такие бактерии, как Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa способны синтезировать специальные ферменты, названные бета-лактамазами расширенного спектра (БЛРС).
Различают два способа назначения антибиотиков и фагов:
- Эмпирическое опирается на информацию о естественной чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам или бактериофагам, на данные эпидемиологов и имеющиеся данные предварительных клинических исследований.
- Этиотропное основано на информации о реальной чувствительности культур, полученных из инфекционных очагов к антибактериальным препаратам, которые планируется назначать для лечения.
Варианты взаимодействия бактерий и лекарственных препаратов
Понятие чувствительности бактерий к антибактериальным препаратам у микробиологов и врачей несколько различны. Это связано с тем, что концентрации веществ, допустимые при исследовании высеянных культур, могут существенно превышать те, которые допустимы для живых организмов. Различают три вида чувствительности бактерий к антибактериальным препаратам:
- Чувствительные. Реагируют прекращением роста на стандартные дозы лекарственных веществ.
- Устойчивые, или резистентные. Не реагируют даже на максимальные дозы лекарственных веществ.
- С промежуточной резистентностью к лекарственным препаратам. Иногда такие штаммы относят у устойчивым. Их особенностью является способность прекращать рост в тех частях организма, где происходит накапливание лекарственных веществ, и не реагировать на антибиотики в других частях организма. Некоторые из таких штаммов приостанавливают рост только при применении максимально допустимых концентраций антибиотика.
Важной характеристикой антибиотика является так называемая минимальная бактерицидная концентрация. Это такая концентрация, которая способна в течение определенного времени уменьшить численность бактерий в колонии на 99,9%. Ее применяют в особых случаях – у больных остеомиелитом, бактериальным эндокардитом, при генерализованных инфекциях, возникающих у больных с пониженным иммунитетом.
Методы определения
Определение чувствительности бактериальных культур к лекарственным препаратам может проводиться как в жидких, так и в плотных средах. Чаще других применяются три метода.
Диско-диффузионный
Для его проведения используются диски, смоченные растворами антибиотиков стандартных концентраций (выбираются заранее известные средние терапевтические дозы). Они подбираются так, чтобы размеры участков замедления роста бактерий находились в соответствии с принятыми международными стандартами.
Выращивание бактерий проводится на твердых средах (агар Мюллер-Хинтона или АГВ). На них высевается взвесь бактерий, а затем кладутся бумажные диски, смоченные разными антибактериальными агентами. После этого чашки выдерживаются в термостате. Определение чувствительности выполняют визуально, по наличию зон замедления роста около дисков. Измеряют их диаметры и по таблицам рассчитывают степень чувствительности бактериальной культуры к конкретным антибактериальным препаратам. Данный метод неприменим к веществам, плохо проникающим в толщу агара (полимиксину, ристомицину) и не позволяет провести определение минимальной подавляющей дозы антибиотика.
Метод последовательных разведений
Состоит в подготовке питательных сред, содержащих различное количество антибиотика. Их разливают в разные чашки Петри, каждую из которых снаружи разделяют на сектора при помощи маркера. На каждый сектор наносят разные культуры при помощи специальной петли или аппликатора. В каждую чашку можно за один раз посеять 10-15 культур. Чашки культивируют в термостате. Контрольную чашку заливают агаром без антибиотика.
Определение чувствительности этим методом дает возможность выявить минимальные количества антибиотика, полностью подавляющие рост бактерий.
Комбинированный, или метод Е-тестов
Определение чувствительности при помощи полосок бумаги с градиентом концентраций. Полоски размещают на чашке Петри равномерно и по степени подавления роста в разных участках определяют не только чувствительность культуры к препаратам, но и их минимальные концентрации, вызывающие появление характерных эллипсоидных зон задержки роста.
Существуют стандартные наборы антибиотиков, предназначенные для работы с грамположительными и грамотрицательными бактериями, а также расширенные наборы для исследования мочи, в состав которых входят дополнительные вещества – уросептики.
Бактериофаги и лечение бактериальных инфекций
Препараты-бактериофаги – вирусы, поражающие бактериальные клетки, – часто дополняют антибиотикотерапию. Они обладают необходимой специфичностью и вызывают лизис (растворение) бактериальных клеток-мишеней. Чувствительность бактериальных культур к фагам очень сильно варьирует, поэтому ее определение является залогом эффективной фаготерапии.
Вопрос природы чувствительности бактерий к бактериофагу давно интересовал биологов различных направлений. Существовала версия, что появление нечувствительных клеток происходит только после контакта колонии с фагами (так называемая ламарковская версия). Другая версия, дарвиновская, предполагала, что появление фагов модулирует численность колонии, давая преимущество предсуществовавшим клеткам со случайными мутациями, устойчивым к бактериофагам.
Разновидности фагов
Различают две группы бактериофагов в зависимости от скорости уничтожения бактериальных колоний.
Умеренные
Уничтожают только некоторые бактериальные клетки, вступая с выжившими в своеобразный симбиоз. ДНК такого бактериофага встраивается в ДНК бактерии (так называемый профаг) и передается будущим бактериальным поколениям. Такие культуры бактерий называют лизогенными – в определенный момент они дают жизнь новым свободным бактериофагам, которые переходят из нуклеоида в цитоплазму и способны лизировать бактерии соседних колоний. При этом чувствительность к бактериофагу у лизогенной колонии отсутствует.
Вирулентные
Лизируют все бактериальные клетки, давая жизнь новым фагам, которые уничтожают колонию в течение 30-40 минут, после чего частично гибнут, а частично инкапсулируются и переходят в спящее состояние.
Как определяют чувствительность к фагам
Определение чувствительности бактериальных культур к бактериофагам проводят при помощи микробиологических методов – на твердых или полужидких питательных средах. Обычно используют один моновалентный и два поливалентных фага.
Определение чувствительности колоний к бактериофагу может использоваться для различных целей:
- Фаготипирование. Определение штаммов бактерий по их чувствительности к фагам. Используется при проведении эпидемиологических исследований.
- Фагоидентификация. Определение видов бактерий по их отношению к фагам.
- Фагодиагностика. Выделение фагов из организма пациента, свидетельствующее о наличии соответствующих бактерий.
- Фагопрофилактика. Применяется при опасности заражения дизентерией. Чувствительность возбудителей к фагам позволяет проводить эффективную профилактику в очагах этого заболевания.
- Фаготерапия. Наиболее часто применяется для лечения заболеваний, вызванных стафилококком, шигеллами, протеем.
Применение бактериофагов показано только в случае, если выполнено определение чувствительности к бактериофагу, иначе этот дорогостоящий метод может не дать ожидаемого эффекта. Такие препараты используют для лечения инфекций у новорожденных, гнойных ран, а также инфекций мочевыводящей системы – уретритов, пиелонефритов, циститов.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.
Загрузка...
