Выявление Legionella pneumophila в объектах внешней среды и биоматериале от пациентов с пневмонией

Цель исследования. Определение контаминации легионеллами потенциально опасных водных систем в организациях здравоохранения и оценка риска возможности развития нозокомиального легионеллеза.

Материал и методы. В качестве объектов внешней среды в организациях здравоохранения Минска исследованы 62 образца, из которых 52 — пробы воды и 10 — смывы с сеточек душа. Бактериологическое исследование отобранных образцов на наличие легионелл проводили в соответствии с международными стандартами. В исследование были включены также 48 пациентов в возрасте от 2 до 16 лет, находившихся на лечении в организациях здравоохранения. Критерием для включения в исследование явилось наличие пневмонии, имеющей клинические признаки легионеллеза по данным литературы.

Результаты. Всего легионеллы были обнаружены в 11 из 62 исследованных образцов, полученных преимущественно из источников горячего водоснабжения. В 10 образцах они серотипированы как L. pneumophila серогруппы 2—14, в 1 образце— как L. pneumophila серогруппы 1. При обследовании 48 пациентов из этих стационаров у 2 детей со злокачественными новообразованиями и пневмонией обнаружен растворимый антиген легионелл, в 2 образцах сыворотки крови выявлены специфические антитела.

Заключение. По характеру инфицирования описанные случаи легионеллезной пневмонии могут рассматриваться как нозокомиальная инфекция, поскольку пациенты находились на стационарном лечении более 10 сут и в этот период легионеллы выделялись из системы водоснабжения.

Стратегической задачей здравоохранения является обеспечение качества медицинской помощи и создание безопасной больничной среды. Нозокомиальные инфекции являются важнейшей составляющей этой проблемы в силу широкого распространения, негативных последствий для здоровья пациентов, работников организаций здравоохранения и экономики государства в целом. О ее международном масштабе свидетельствует создание под эгидой ВОЗ в 2004 г. Всемирного альянса за безопасность пациентов для координации усилий специалистов разных стран [1—4].

Особенностью нозокомиальных инфекций является то, что они могут вызываться не только облигатными (например, М. tuberculosis), но и оппортунистическими возбудителями со сравнительно невысокой патогенностью (S. maltophilia, Acinetobacter spp., Aeromonas spp. и др.), особенно у пациентов с иммунодефицитами или находящихся в тяжелом состоянии. «Проблемными» являются микроорганизмы, которые широко распространены в окружающей среде, устойчивы ко многим внешним факторам и быстро приобретают резистентность к антибактериальным препаратам [2, 3].

Начиная со второй половины XX века, был открыт ряд новых патогенов, обозначенных как «эмерджентные». Одним из таких оказалась Legionella pneumophila, выделенная после эпидемической вспышки нетипичной пневмонии летом 1976 г. в Филадельфии (США). В настоящее время известно более 50 видов легионелл, из которых для 22 доказана роль в инфекционной патологии человека, но большую часть случаев легионеллеза связывают с L. pneumophila [5, 6].

Высокие адаптивные способности легионелл в сочетании с благоприятными условиями выживания в техногенной среде позволяют им интенсивно размножаться в низкотемпературной системе водяного отопления при аккумулировании холодной и горячей воды, наличии редко используемых кранов для нее, использовании водораспылительных насадок. Находясь в потенциально опасных водных системах, легионеллы могут размножиться до эпидемически значимых концентраций, однако сам факт их обнаружения в природных и искусственных водных системах не свидетельствует о непосредственной угрозе болезни легионеров [5, 6].

По характеру приобретения инфекции в эпидемиологии легионеллеза различают три основные группы заболеваний: внебольничная пневмония легионеллезной этиологии (спорадические случаи и эпидемические вспышки), нозокомиальный легионеллез (спорадические случаи и эпидемические вспышки) и легионеллез, связанный с поездками и путешествиями.

При нозокомиальном легионеллезе в качестве источников Legionella spp. рассматривают контаминированные микроорганизмами градирни, системы горячего и холодного водоснабжения, спа-бассейны, бассейны, термальные источники, аппараты искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и другое медицинское оборудование. Факторами риска распространения легионелл в окружающей среде являются комплексная система распределения воды, длинные участки трубопровода, недостаточный контроль температуры воды и низкий ее расход. К факторам риска для пациента относят трансплантацию или другой вид иммуносупрессии; хирургические операции, особенно головы и шеи; онкологические заболевания, включая лейкозы и лимфомы; диабет; ИВЛ; хроническое заболевание сердца/легкого; курение, злоупотребление алкоголем [7].

Как нозокомиальную инфекцию легионеллез определяют в том случае, если пациент до развития клинических симптомов находился в больнице в течение 10 сут [7].

К вероятному нозокомиальному легионеллезу относят инфекцию, развившуюся у пациента, который находился в больнице в течение 1—9 из 10 сут до появления симптомов, и, либо заболел в больнице и связан с одним или несколькими предыдущими случаями, или изоляты легионелл от пациента и из системы водоснабжения, выделенные примерно в это же время, являются идентичными. К возможному нозокомиальному легионеллезу относят инфекцию, развившуюся у пациента, который находился в больнице в течение 1—9 из 10 сут до появления симптомов, и либо заболел в больнице, но связь с другими случаями легионеллеза или легионеллами из системы водоснабжения установлена не была [7].

Вопросы профилактики эпидемических вспышек нозокомиального легионеллеза пока не вписываются в стандартную систему инфекционного контроля. Иногда эндемичный очаг легионеллеза не удается ликвидировать в течение нескольких лет. Только проведение исследований водопроводной воды и душевых выпускных отверстий на предмет обнаружения легионелл в ходе проведения производственного надзора позволяет установить контроль над сложившейся ситуацией [5, 8].

Целью исследования явилось определение контаминации легионеллами потенциально опасных водных систем в организациях здравоохранения и оценка риска развития нозокомиального легионеллеза у госпитализированных пациентов.

Материал и методы

В исследование включены 48 пациентов в возрасте от 2 до 16 лет, находившихся на лечении в организациях здравоохранения Минска. Критерием для включения в исследование явилось наличие пневмонии, имеющей клинические признаки легионеллеза по данным литературы [5, 9].

Материалами для исследования являлись мокрота, бронхоальвеолярный лаваж, моча, сыворотка крови. Для выделения и культивирования легионелл использовали буферный угольно-дрожжевой агар с а-кетоглутаровой кислотой (среда BCYEa) с добавлением L-цистеина и железа пирофосфата [5].

Для обнаружения растворимого антигена в моче использовали иммунохроматографический тест производства «Oxoid» (Великобритания) в модификации, предназначенной для выявления антигенов L. pneumophila серогрупп 1 и 6 [5]. Для определения антител к легионеллам в сыворотке крови использована тест-система Diagnostic Automation/Cortez Diagnostics, Inc. (США), представляющая собой иммуноферментный анализ для качественного определения суммарных антител IgG/IgM/IgA к L. pneumophila серогруппы 1—6 в сыворотке крови человека.

В качестве объектов внешней среды в организациях здравоохранения Минска исследованы 62 образца, из которых 52 — пробы воды и 10 — смывы с сеточек душа.

Бактериологическое исследование отобранных образцов на наличие легионелл проводилось в соответствии с международными стандартами. Для повышения чувствительности метода образцы воды, полученные из систем водоснабжения и внешней среды, подвергали концентрации путем фильтрации, так как известно, что колонизация легионеллами водных систем характеризуется относительно низкой плотностью, составляя не более 1% от общей бактериальной популяции [11—13]. На данном этапе была доработана схема последовательности бактериологического исследования воды и смывов из внешней среды для оценки возможной контаминации легионеллами (рис. 1).

Для ускоренной идентификации легионелл использовали наборы для латекс-агглютинации: NEW Legionella latex Test («Oxoid», Великобритания), позволяющие серотипировать L. pneumophila серогрупп 1—14 и Legionella spp.

Полученные цифровые данные обработаны с использованием методов параметрической статистики, адекватных поставленным задачам и объемам выборочных совокупностей. Для оценки частоты и структуры изучаемых явлений рассчитывали относительные показатели (р) со статистическими ошибками (Эр) и 95% доверительными интервалами (ДИ).

Результаты и обсуждение

Предварительно, до проведения лабораторных исследований, в организациях здравоохранения было проведено изучение санитарно-технического состояния водопроводной системы с помощью представителей инженерной службы. Установлено, что в этих учреждениях функционировала централизованная система горячего водоснабжения, а при необходимости использовались бойлеры, в которых холодная вода нагревалась до требуемой температуры с помощью специального теплоносителя.

Температура горячей воды обычно не превышала 56°С. В ходе обследования особое внимание было обращено на наиболее отдаленные, редко используемые участки и на тупиковые точки системы горячего водоснабжения.

Для исследования отбирали первую порцию горячей/холодной воды из крана или душа без предварительного слива воды, смывы отбирали с сеток душа [14].

Результаты бактериологического исследования образцов воды и смывов на наличие легионелл представлены в табл. 1.

Всего исследованы 62 образца, из которых 52 — пробы воды и 10 — смывы с сеток душа. Среди 37 образцов горячей воды (горячая вода, вода из бойлера, вода из теплообменника) легионеллы обнаружены в 8 (21,6%; ДИ 8,0— 35,2%), а из 15 образцов холодной воды только в одном. Еще 2 положительные находки получены при исследовании смывов с сеточек.

***

В период проведения исследований объектов внешней среды в организациях здравоохранения также были обследованы 48 пациентов с диагностированной пневмонией, из которых 40 (83,3%; ДИ 72,5—94,1%) детей лечились по поводу злокачественного образования (ЗН). По характеру поражения легких в 24 случаях (50,0%; ДИ 75,6—64,4%) из 48 диагностированы двусторонние пневмонии, из них полисегментарные— у 14 (58,3%; ДИ 38,1 — 78,5%) пациентов, интерстициальные — у 7 (29,2%; ДИ 10,6—47,8%) и нижнедолевые — у 3 детей. Правосторонняя пневмония выявлена у 15 (31,3%; ДИ 17,9—44,7%) пациентов, при этом верхнедолевая правосторонняя пневмония диагностирована в 9 (60,0%; ДИ 34,8— 85,2%) случаях, нижнедолевая и полисегментарная пневмония— у 6 (40,0%; ДИ 14,8— 25,2%) заболевших. Левосторонняя пневмония наблюдалась у 9 (18,8%; ДИ 7,6—30,0%) детей, из них левосторонняя нижнедолевая — в 5 (62,5%; ДИ 28,3—96,7%) случаях, верхнедолевая и полисегментарная — у 3 (37,5%; ДИ 3.3—  71,6%)    пациентов и левосторонняя тотальная — в 1 случае.

В 46 (95,8%; ДИ 90,0—100%) случаях пациенты предъявляли жалобы на слабость и анорексию, у 36 (75,0%; ДИ 62,4—87,6%) детей наблюдался кашель. В большинстве случаев он был редким, малопродуктивным. Рвота наблюдалась у 18 (37,5%; ДИ 23,5—51,5%) и диарея — у 7 (14,6%; ДИ 4,4—24,8%) пациентов. Без лихорадки пневмония протекала в 13 (27,1%; ДИ 14,3—39,9%) случаях, при этом ее отсутствие могло быть обусловлено приемом жаропонижающих лекарственных средств, таких как парацетамол, анальгин, или кортико- стероидов. Из 35 пациентов, у которых отмечалась лихорадка, субфебрильная температура от 37°С до 38°С наблюдалась у 7 (14,6%; ДИ 4,4—24,8%) детей, 38,1—39°С — у 17 (35,4%; ДИ 21,6—49,2%) заболевших и 39,1 — 40°С — в 11 (22,9%; ДИ 10,7—35,1%) случаях. У 18 (37,5%; ДИ 23,5—51,5%) детей из 48 наблюдался выраженный озноб.

Аускультативно крепитирующие и мелкопузырчатые хрипы при пневмонии отмечены в 29 (60,4%; ДИ 46,2—74,6%) случаях. У 13 (27,1%; ДИ 14,3—39,9%) детей пневмония протекала без признаков дыхательной недостаточности. Из 35 пациентов с дыхательной недостаточностью I степень отмечена в 18 (51,4%; ДИ 34,6—68,2%) случаях, II и IV — по 7 (20,0%; ДИ 6.4—    33,6%)    пациентов и III — у 3 детей. В момент диагностики пневмонии у 21 (43,8%; ДИ 29,4—58,2%) из 48 наблюдаемых пациентов в гемограмме отмечалась тяжелая степень ней- тропении с абсолютным количеством нейтро- филов менее 500 кл/мкл. Средняя степень ней- тропении с абсолютным количеством нейтрофилов от 500 до 1000 кл./мкл была у 4 (8,3%; ДИ 0,3—16,3%) пациентов. Количество нейтро- филов выше 1500 кл./мкл отмечено у 23 (47,9%; ДИ 33,5—62,3%) детей.

При этом тяжелая и средняя степень нейтропении была исключительно у детей с ЗН. Уровень С-реактивного белка колебался в широких диапазонах, и не всегда его низкий уровень свидетельствовал о нетяжелом течении пневмонии. Осложнения пневмонии помимо дыхательной недостаточности наблюдались в 13 (33,3%; ДИ 19,7—46,9%) случаях.

Выздоровели 42 (87,5%; ДИ 77,9— 97,1%) пациента, 6 (12,5%; ДИ 2,9—22,1%) детей с ЗН умерли.

Для установления возможности наличия легионеллезной инфекции исследованы образцы мочи и сыворотки крови у всех детей, в 10 случаях — мокрота и бронхоальвеолярный лаваж. Бактериологические исследования мокроты и бронхоальвеолярного лаважа положительных результатов не дали. У 2 пациентов с ЗН обнаружен растворимый антиген легионелл в моче, в 2 образцах сыворотки крови — антитела к легионеллам. При этом у одного из них положительными на маркеры легионеллезной инфекции оказались образцы мочи и сыворотки крови. Этот пациент был обследован повторно через 20 сут.

Поскольку метод обнаружения растворимого антигена в моче входит в международный стандарт диагностики легионеллеза, мы рассматривали этих 2 детей как пациентов с легионеллезной пневмонией, вызванной L. pneumophila, предположительно серогруппы 1 или 6. Начало пневмонии характеризовалось жалобами пациентов на слабость и анорексию. Отмечались редкий, малопродуктивный кашель и отсутствие мокроты. В дебюте заболевания наблюдалась неврологическая симптоматика, которую связать с легионеллезной пневмонией было затруднительно, поскольку данные явления могли служить проявлением основного заболевания. Наблюдались симптомы поражения желудочно-кишечного тракта, больные предъявляли жалобы на тошноту, рвоту, боли в животе, диарею. Нередко абдоминальный синдром может превалировать в картине заболевания, «затмевая» клинику легочного воспаления. Общими клиническими симптомами пневмонии у этих пациентов являлись фебрильная температура 39—40°С, вялость, аускультативно в легких выслушивались мелкопузырчатые хрипы по всей поверхности, наблюдались признаки дыхательной недостаточности, в крови отмечалось увеличение уровня лактата, С-реактивного белка, гипоальбуминемия, гипонатриемия. Пневмония у пациентов развилась после проведенного курса полихимиотерапии на фоне глубокой лейкопении, тяжелой нейтропении и тромбоцитопении.

Хотя нет единого клинического симптома, который отличал бы легионеллезную пневмонию от других пневмоний, многие исследователи предполагают, что существуют характерные клинические признаки, которые увеличивают вероятность подтверждения диагноза.

Так, Y. Shachor-Meyouhas и соавт. в своем исследовании поставили цель определить клинические факторы, свидетельствующие о наличии легионеллезной пневмонии у пациентов, находящихся на лечении в отделении интенсивной терапии [19]. Ретроспективно изучена клиника, лабораторные признаки легионеллезной пневмонии у 82 пациентов, проведен сравнительный анализ 368 больных с пневмониями нелегионеллезной этиологии. Установлено, что независимыми факторами легионеллезной пневмонии являются высокая температура тела, отсутствие мокроты и сухой кашель, низкая концентрация натрия в крови, высокий уровень лактатдегидрогеназы и С-реактивного белка, низкий уровень тромбоцитов в периферической крови. В нашем исследовании пациенты с легионеллезной пневмонией соответствовали всем этим критериям.

Хотя легионеллезные пневмонии у детей регистрируются редко, состояние иммуносупрессии оценивается как серьезный предрасполагающий фактор в 1—5% случаев. При этом рассматриваются ЗН, состояния после трансплантации органов и тканей, иммуносупрессивная терапия, прием глюкокортикостероидов, первичные иммунодефициты и сопутствующие заболевания легких. Наиболее часто легионеллезная инфекция у иммуносупрессивных пациентов протекает в виде пневмонии с острым началом, температурой, кашлем и наличием острого респираторного дистресс-синдрома. Заболевание в 70—90% случаев вызывается L. pneumophila серотипов 1 и 6, что согласуется с нашими наблюдениями [14, 15].

По характеру инфицирования описанные случаи легионеллезной пневмонии могут рассматриваться как возможная нозокомиальная инфекция, поскольку обследованные находились на стационарном лечении более 10 сут и в этот период легионеллы выделялись из системы водоснабжения.

Риск возникновения нозокомиального легионеллеза связан с частой контаминацией легионеллами систем водоснабжения организаций здравоохранения, при этом не всегда колонизация систем водоснабжения приводит к возникновению легионеллезной инфекции у пациентов [16, 17]. К другим факторам, формирующим риск колонизации, можно отнести техническую конструкцию, фактическое состояние и уровень технического обслуживания водопроводной системы. На риск возникновения нозокомиального легионеллеза влияет и состояние иммуносупрессии пациентов.

Попрежнему обсуждаемым является вопрос об эпидемически значимой концентрации легионелл в водных объектах организаций здравоохранения. Допустимый уровень контаминации легионеллами водопроводной воды в лечебных учреждениях некоторых Европейских стран для групп высокого риска составляет не более 50 КОЕ/л. В Российской Федерации — нормируется отсутствие легионелл в 1 л воды.

Однако полной элиминации легионелл из потенциально опасных водных систем добиться практически невозможно.

Даже после комплексных дезинфекционных мероприятий через определенные промежутки времени легионеллы, как правило, снова выявляются в системах водоснабжения, что и определяет на современном этапе разработку новых технологических приемов для профилактики возникновения легионеллеза [5, 18].

Контактная информация:
Коломиец Наталья Дмитриевна— д. м. н., профессор, зав. кафедрой эпидемиологии и микробиологии.
Белорусская медицинская академия последипломного образования.
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 3, корп. 3;
сл. тел. (+37S17) 26S-33-41.
Конфликт интересов отсутствует.

Ключевые слова: , , , , ,
Автор(ы): Коломиец Н. Д., Романова О. Н., Тонко О. В., Ханенко О. Н., Каранкевич М. В., Левшина Н. Н., Гойлова А. В.
Медучреждение: Белорусская медицинская академия последипломного образования, "РНПЦ детской онкологии, гематологии и иммунологии Минздрава Республики Беларусь", "Республиканский центр гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья", Центр гигиены и эпидемиологии Фрунзенского района Минска