Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics109410.21823/2311-2905-2018-24-4-20-31CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesAdverse Trends in the Etiology of Orthopedic Infection: Results of 6-Year Monitoring of the Structure and Resistance of Leading PathogensНеблагоприятные тенденции в этиологии ортопедической инфекции: результаты 6-летнего мониторинга структуры и резистентности ведущих возбудителейBozhkovaS. A.БожковаС. А.
Russian Federation

Svetlana A. Bozhkova — Dr. Sci. (Med.), head of the Research Department of Prevention and Treatment of Wound Infection and Department of Clinical Pharmacology

St. Petersburg

Божкова Светлана Анатольевна — д-р мед. наук, руководитель научного отделения профилактики и лечения раневой инфекции, заведующая отделением клинической фармакологии

Санкт-Петербург

KasimovaA. R.КасимоваА. Р.
Russian Federation

Alina R. Kasimova — clinical pharmacologist, Department of clinical Pharmacology, Vreden Russian Research Institute of Traumatology and orthopedics; Assistant, Department of Clinical Pharmacology and Evidence-Based Medicine, Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

St. Petersburg

Касимова Алина Рашидовна — врач-клинический фармаколог отделения клинической фармакологии. ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава России; ассистент кафедры клинической фармакологии и доказательной медицины, ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» 

Санкт-Петербург

 

arkasimova@rniito.ruTikhilovR. M.ТихиловР. М.
Russian Federation

Rashid M. Tikhilov — Dr. Sci. (Med.), professor, director of Vreden Russian Research Institute of Traumatology and orthopedics; professor of Traumatology and orthopedics Department, Mechnikov North-Western State Medical university

St. Petersburg

Тихилов Рашид Муртузалиевич — д-р мед. наук, профессор, директор ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава России; профессор кафедры травматологии и ортопедии, ГБОУ ВПО «Северо- Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» 

Санкт-Петербург

PolyakovaE. M.ПоляковаЕ. М.
Russian Federation

Ekaterina M. Polyakova — Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Research Department of Prevention and Treatment of Wound Infection echnikov North-Western State Medical university

St. Petersburg

Полякова Екатерина Михайловна — канд. биол. наук, старший научный сотрудник научного отделения лечения и профилактики раневой инфекции

Санкт-Петербург

RukinaA. N.РукинаА. Н.
Russian Federation

Anna N. Rukina — bacteriologist, Central Clinical Diagnostic Laboratory; researcher assistant, Scientific Department of Treatment and Prevention of Wound Infection

St. Petersburg

Рукина Анна Николаевна — врач-бактериолог центральной клинико-диагностической лаборатории; младший научный сотрудник научного отделения лечения и профилактики раневой инфекции 

Санкт-Петербург

ShabanovaV. V.ШабановаВ. В.
Russian Federation

Valentina V. Shabanova — bacteriologist, Central Clinical Diagnostic Laboratory; researcher assistant, Scientific Department of Treatment and Prevention of Wound Infection

 

St. Petersburg

Шабанова Валентина Владимировна — врач-бактериолог центральной клинико-диагностической лаборатории; лаборант-исследователь научного отделения профилактики и лечения раневой инфекции

Санкт-Петербург

LiventsovV. N.ЛивенцовВ. Н.
Russian Federation

Vitaly N. Liventsov — orthopedic surgeon, Department of Purulent Surgery of Treatment and Prevention of Wound Infection

St. Petersburg

 

Ливенцов Виталий Николаевич — врач-травматолог- ортопед отделения № 4 

Санкт-Петербург

Vreden Russian Research Institute of Traumatology and OrthopedicsФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава РоссииVreden Russian Research Institute of Traumatology and OrthopedicsФГБУ «Российский научно-исследовательский Институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава РоссииVreden Russian Research Institute of Traumatology and OrthopedicsФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава РоссииMechnikov North-Western State Medical UniversityФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России2912201824420312612201826122018https://journal.rniito.org/jour/article/view/1094

Osteomyelitis remains one of the most intractable diseases. The nature of the pathogen and its resistance to antibiotics significantly affect the outcome and cost of treatment.

The aim of the study: to analyze the dynamics of the spectrum and antibiotic resistance of the leading pathogens of orthopedic infection for the period 2012– 2017.

Material and methods. The structure of pathogens isolated from the focus of infection from 2774 patients with periprosthetic infection and chronic osteomyelitis was retrospectively analyzed. Antibiotic resistance of the leading pathogens that occupied more than 4% in the species structure was studied. Comparative analysis of changes in the spectrum of pathogens and antibiotic resistance was carried out for the periods 2012-2013, 2014–2015 and 2016-2017. Epidemiological analysis was performed in the program „microbiological monitoring system” Microbe-2. Statistical processing of the obtained data was carried out using the Z-criterion.

Results. From 2774 patients with orthopedic infection have been isolated 4359 strains, in the structure of which about 73.5% were occupied by S. aureus, S. epidermidis, E. faecalis, E. faecium, P. aeruginosa, Acinetobacter sp. representatives of the family Enterobacteriacea. In 27% of the cases, microorganisms of other species were identified. Microbial associations were identified in 19.4% of cases. In the structure of the leading Gram(+) pathogens, a significant decrease in the incidence of S. aureus was detected, while the share of S. epidermidis increased significantly. Among the leading Gram(-) microorganisms, a significant increase in the proportion of representatives of the fam. Enterobacteriacea was found, against the background of a decrease in the share of Acinetobacter sp. and P. aeruginosa. The level of resistance of MSSA to the studied antibiotics ranged from 0.1 to 8.8%, for MSSE the spread was from 1.9 to 16.7%. Negative dynamics of growth of resistance of non-fermenting bacteria is established. The strains of Acinetobacter sp. demonstrated greater resistance to tested antibiotics in comparison with P. aeruginosa.

Conclusion. An increase in the role of S. epidermidis and K. pneumoniae in the etiology of orthopedic infection was established. The revealed increase in the resistance of microbial pathogens to most tested and used antibiotics should be taken into account in the appointment of empirical antibiotic therapy. The extremely high frequency of resistance of gram-negative bacteria to cephalosporins and fluoroquinolones excludes the possibility of their empirical use, which requires the management of carbapenems in the starting treatment regimens. High resistance to fluoroquinolones limits the ability of oral antibiotic therapy in patients with periprosthetic infection. 

Остеомиелит до настоящего времени остается одним из самых трудноизлечимых заболеваний. Характер возбудителя и его резистентность к антибиотикам значимо влияют на исход и стоимость лечения.

Цель исследования — выявить динамику спектра и резистентности к антибиотикам ведущих возбудителей ортопедической имплантат-ассоциированной инфекции за период 2012–2017 гг.

Материал и методы. Ретроспективно проанализирована структура возбудителей, выделенных из очага инфекции от 2774 пациентов с перипротезной инфекцией и хроническим остеомиелитом. Была изучена резистентность к антибиотикам ведущих возбудителей, которые занимали в видовой структуре более 4%. Сравнительный анализ изменения спектра возбудителей и антибиотикорезистентности проводили по периодам 2012–2013, 2014–2015 и 2016–2017 гг. Эпидемиологический анализ выполняли в программе «Система микробиологического мониторинга «Микроб-2». Статистическая обработка полученных данных выполнялась с применением Z-критерия.

Результаты. От 2774 пациентов с ортопедической инфекцией было выделено 4359 штаммов, в структуре которых 73,5% занимали S. aureus, S. epidermidis, E. faecalis, E. faecium, P. aeruginosa, Acinetobacter sp. и представители сем. Enterobacteriaceae. В 27% случаях были идентифицированы микроорганизмы других видов. Микробные ассоциации идентифицированы в 19,4% случаев. В структуре ведущих грамположительных возбудителей выявлено значительное снижение частоты выделения S. aureus, при этом существенно возросла доля S. epidermidis. Среди ведущих грамотрицательных патогенов выявлено значимое увеличение доли представителей сем. Enterobacteriaceae, на фоне уменьшения доли Acinetobacter sp. и P. aeruginosa. Уровень резистентности MSSA к исследуемым антибиотикам колебался от 0,1 до 8,8%, для MSSE разброс составил от 1,9 до 16,7%. Установлена негативная динамика роста резистентности неферментирующих бактерий. При этом штаммы Acinetobacter sp. демонстрировали бóльшую устойчивость к тестируемым антибиотикам в сравнении с P. aeruginosa.

Заключение. Установлено увеличение роли S. epidermidis и K. pneumoniae в этиологии ортопедической инфекции. Выявленный рост устойчивости микробных возбудителей к большинству тестируемых и применяемых антибиотиков следует учитывать при назначении эмпирической антибактериальной терапии. Крайне высокая частота резистентности грамотрицательных бактерий к цефалоспоринам и фторхинолонам исключает возможность их эмпирического применения, что требует введения карбапенемов в стартовые схемы терапии. Высокая устойчивость к фторхинолонам ограничивает возможности пероральной антибактериальной терапии у пациентов с перипротезной инфекцией.

periprosthetic infectionosteomyelitisleading pathogensantibiotic resistanceперипротезная инфекция, остеомиелит, ведущие возбудители, устойчивость к антибиотикам1. Del Pozo J.L., Patel R. Clinical practice. Infection associated with prosthetic joints. N Engl / Med. 2009;361(8):787-794. DOI: 10.1056/NEJMcp0905029.2. Johnson E.N., Bums T.C., Hayda R.A., Hospenthal D.R., Murray C.K. Infectious complications of open type III tihial fractures among combat casualties. Clin Infect Dis. 2007;45(4):409-415. DOI: 10.1086/520029.3. Lima A.L., OUveira P.R., Paula A.P. Acinetobacter infection. NEn^ f Med 2008;358(26):2846.4. Day J.S., Lau E., Ong K.L., Williams G.R., Ramsey M.L., Kurtz S.M. Prevalence and projections of total shoulder and elbow arthroplasty in the United States to 2015. ; Shoulder Elbow Surg. 2010;19(8):1115-1120. DOI: 10.1016/j.jse.2010.02.009.5. Peel T.N., Dowsey M.M., Daffy J.R., Stanley P.A., Choong P.F., Buising K.L. Risk factors for prosthetic hip and knee infections according to arthroplasty site. / Hosp Infect. 2011;79:129-133. DOI: 10.1016/j.jhirL2011.06.001.6. Bozie K.J., Lau E., Kurtz S., Ong K., Rubash H., Vail T.P., Berry D.J. Patient-related risk factors for periprosthetic joint infection and postoperative mortaUty following total hip arthroplasty in Medicare patients. / Bone Joint Surg Am. 2012;94(9):794-800. DOI: 10.2106/JBJS.K.00072.7. Тихилов P.M., Шубняков И.И., Коваленко A.H., Тотоев З.А., Лю Б., Билык С.С. Структура ранних ревизий эндопротезирования тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2014;(2):5-13. DOI: 10.21823/2311-2905-2014-0-2-5-13.8. Божкова C.A., Тихилов P.M., Краснова M.B., Рукина А.Н. Ортопедическая имплантат-ассоцииро- ванная инфекция: ведущие возбудители, локальная резистентность и рекомендации по антибактериальной терапии. Травматология и ортопедия России. 2013;(4):5-15. DOI: 10.21823/2311-2905-2013-4-5-15.9. Benito N., Franco M., Ribera A., Soriano A., Rodriguez- Pardo D., Sorll L. et al. Time trends in the aetiology of prosthetic joint infections: a multicentre cohort study. Clin Microbiol Infect. 2016;22(8):732.el-8. DOI: 10.1016/j.cmi.2016.05.004.10. Triffault-Fillit C., Ferry T., Laurent F., Pradat P., Dupieux C., Comad A. et al. Microbiologic epidemiology depending on time to occurrence of prosthetic joint infection: a prospective cohort study. Clin Microbiol Infect. 2018 May 25; pu:S1198-743X(18)30411-7. DOI: 10.1016/j.cmi.2018.04.035.11. del Pozo J.L., Patel R. The challenge of treating biofihn- associated bacterial infection. Clin Pharmacol Ther. 2007;82(2):204-209. DOI: 10.1038/sj.clpt.6100247.12. Aboltins C.A., Dowsey M.M., Buising K.L., Peel T.N., Daffy J.R., Choong P.F., Stanley P.A. Gram-negative prosthetic joint infection treated with debridement, prosthesis retention and antibiotic regimens including a fluoroquinolone. Clin Microbiol Infect. 2011;17(6):862- 867. DOI: 10.1111/j. 1469-0691.2010.03361 .X.13. Hsieh P.H., Lee M.S., Hsu K.Y., Chang Y.H., Shih H.N., Ueng S.W. Gram-negative prosthetic joint infections: risk factors and outcome of treatment. Clin Infect Dis. 2009;49(7): 1036-1043. DOI: 10.1086/605593.14. Zmistowski B., Fedorka C.J., Sheehan E., Deirmengian G., Austin M.S., Parvizi J. Prosthetic joint infection caused by Gram-negative organisms. / Arthroplasty. 2011;(6 Suppl):104-108. DOI: 10.1016/j.arth.2011.03.044.15. Martinez-Pastor J.C., Munoz-Mahamud E., Vilchez F., Garcia-Ramiro S., Bori G., Sierra J. et al. Outcome of acute prosthetic joint infections due to Gram-negative bacilU treated with open debridement and retention of the prosthesis. Antimicrob Agents Chemother. 2009;53(ll):4772-4777. DOI: 10.1128/AAC.00188-09.16. Романов A.B., Дехнич A.B., Сухорукова M.B., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Эйдельштейн М.В., Козлов Р.С., исследовательская группа «МАРАФОН». Антибиотикорезистентносгь нозокомиальных штаммов Staphylococcus aureus в стационарах России: результаты многоцентрового эгтидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017; 19(1) :57-62.17. Olearoa F., Albrichb W.C., Vemaza N., Harbartha S., Kronenbergc A. and the Swiss Centre for Antibiotic resistance (ANRESIS). Staphylococcus aureus and methicillin resistance in Switzerland: regional differences and trends from 2004 to 2014. Swiss Med Wkly. 2016;146:wl4339.DOl: 10.4414/smw.2016.14339.18. Сухорукова M.B., Эйделыіггейн M.B., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Микотина А.В., Дехнич А.В., Козлов Р.С., исследовательская группа «МАРАФОН». Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клинтеская микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017;19(1):49-56.19. Эйдельштейн M.B., Сухорукова M.B., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Микотина А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Азизов И.С., Козлов Р.С, исследовательская группа «МАРАФОН». Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Pseudomonas aeruginosa в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2017;19(1):37-41.20. Сухорукова M.B., Эйдельштейн M.B., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С., исследовательская груіша «МАРАФОН». Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017;19(1):42-48.21. Терехова Р.П., Митиш B.A., Пасхалова Ю.С., Складан Г.Е., Прудникова СЛ., Блатун Л.А. Возбудители остеомиелита длинных костей и их резистентность. Раны и раневые инфекции. Журнал им. проф. Б.М. Костючёнка. 2016;3(2):24-30. DOI: 10.17650/2408-9613-2016-3-2-24-30.22. Drago L., De Vecchi E., Bortolin M., Zagra L., Romano C.L., Cappelletti L. Epidemiology and antibiotic resistance of late prosthetic knee and hip infections. J Arthroplasty. 2017;32(8):2496-2500. DOI: 10.1016/j.arth.2017.03.005.23. Labarca J.A., Salles M.J., Seas C., Guzman-Bianco M.. Carbapenem resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii in the nosocomial setting in Latin America. Crit Rev Microbiol. 2016;42(2):276-292. DOI: 10.3109/1040841X.2014.940494.24. Rizek C., Eu L., Dos Santos L.C., Leite G., Ramos J., Rossi E. et al. Characterization of carbapenem- resistant Pseudomonas aeruginosa clinical isolates, carrying multiple genes coding for this antibiotic resistance. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2014; 13:43. DOI: 10.1186/S12941-014-0043-3.25. Bozhkova S., Tikhilov R., Labutin D., Denisov A., Shubnyakov 1., Razorenov V., Artyukh V., Rukina A. Failure of the first step of two-stage revision due to polymicrobial prosthetic joint infection of the hip. / Orthop Traumatol. 2016;17(4):369-376. DOI: 10.1007/sl0195-016-0417-8.26. De Sanctis J., Teixeira L., van Duin D., Odio C., Hall G., Tomford J.W. et al. Complex prosthetic joint infections due to carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae: a unique challenge in the era of untreatable infections. Int J Infect Dis. 2014;25:73-78. DOI: 10.1016/j.ijid.2014.01.028.27. Винклер T., Трампуш A., Ренц H., Перка К., Божкова C.A. Классификация и алгоритм диагностики и лечения перипротезной инфекции тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2016; (1):33-45. DOI: 10.21823/2311-2905-2016-0-1-33-45.28. Шубняков И.И., Божкова C.A., Артюх B.A., Ливенцов В.Н., Кочиш А.А., Афанасьев А.В. Ближайший результат лечения пациента с перипротезной инфекцией тазобедренного сустава. Вестник травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова. 2017;(4):52-55. DOI: 10.32414/0869-8678-2017-4-52-55.29. Хирургические инфекции кожи и мягких тканей: российские национальные рекомендации. 2-е изд. перераб. и доп. М; 2015.109 с. Режим доступа: http://nasci.ru/?id=3392&download=1.