Evaluation of sensitivity to chemical disinfectants of mycobacterium tuberculosis strains isolated from HIV-infected individuals and patients with monotuberculosis infection compared to the reference strain

Cover Page

Cite item

Abstract

Objective. To study the sensitivity to chemical disinfectants against Mycobacterium tuberculosis isolated from HIV-infected individuals and patients with monotuberculosis in comparison to the reference strain of Mycobacterium terrae.

Materials and methods. The sensitivity of 12 M. tuberculosis strains isolated from patients with HIV-associated tuberculosis (n = 6) and monotuberculosis (n = 6) to chlorine-containing and quaternary ammonium compound (QAC) disinfectants was studied. The M. terrae strain was used as a reference. Seedings of microbial suspensions treated with disinfectants on the culture medium Levenshtein-Jensen were carried out and were monitored for 3 months.

Results. One, two, three months following the treatment of microorganisms with QAC-containing disinfectant in the absence of growth of the control strain, there was noted growth of M. tuberculosis, particularly intense in the strains isolated from HIV-infected persons.

Conclusions. Thus, the resistance of tuberculosis pathogens to disinfectants can be acquired.

M. tuberculosis strains isolated from patients with HIV-associated tuberculosis are detected to be more resistant to disinfectants than the strains isolated from patients with monotubercular infection.

Full Text

Введение

В настоящее время следует считать доказанным возможность приобретения устойчивости к дезинфицирующим средствам (ДС) многими видами бактерий, включая Мycobacterium tuberculosis [1, 2]. Это обстоятельство учитывается при выборе эффективных ДС и их ротации в медицинских организациях для предупреждения инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, включая туберкулез. В то же время отмечено широкое распространение туберкулеза у ВИЧ-инфицированных. В 2018 г. заболеваемость туберкулезом среди ВИЧ-инфицированных составила 1764,3 на 100 тыс. пациентов, что в 59 раз выше, чем среди основного населения России (30 на 100 тыс. населения) [3]. У больных ВИЧ-инфекцией вероятность заболеть активным туберкулезом в 21 раз больше по сравнению с общей популяцией [4]. Отсюда очевидна необходимость оптимизации дезинфекционных противотуберкулезных мероприятий в медицинских учреждениях, обслуживающих пациентов с ВИЧ-ассоциированным туберкулезом. Между тем вопрос о формировании устойчивости к ДС М. tuberculosis, изолированных от больных ВИЧ-ассоциированным туберкулезом, остается малоизученным.

Цель исследования – изучить чувствительность к химическим дезинфектантам Мycobacterium tuberculosis, выделенных от ВИЧ-инфицированных и больных монотуберкулезом, в сравнении с эталонным штаммом Мycobacterium terrae.

Материалы и методы исследования

Для исследования были отобраны два ДС, обладающие согласно инструкции туберкулоцидным действием: хлорсодержащий препарат «Ж» и ЧАС-содержащий препарат «Б». Использовали концентрацию раствора и экспозицию одного из режимов применения препаратов для дезинфекции поверхностей в помещениях. Для ДС «Ж» была выбрана концентрация раствора 0,06 % и экспозиция 60 мин, для ДС «Б» – концентрация 1,0 % и экспозиция 30 мин.

Оценивали чувствительность штаммов M. tuberculosis, выделенных от 12 пациентов с инфильтративным (66,7 %) и диссеминированным (33,3 %) туберкулезом легких. Из 12 пациентов у 6 туберкулез был ассоциирован с ВИЧ-инфекцией, у 6 была монотуберкулезная инфекция. Были отобраны пациенты, у которых микобактерии оказались чувствительными к семи противотуберкулезным лекарственным препаратам (изониазид, рифампицин, этамбутол, канамицин, протионамид, офлоксацин, ПАСК). В качестве эталонного микроорганизма использовали сапрофитный музейный штамм M. terrae, полученный в лиофилизированном виде в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ НЦЭСМП Минздрава России).

Оценку туберкулоцидной активности ДС проводили на базе бактериологической лаборатории Пермского краевого центра по борьбе и профилактике со СПИД и инфекционными заболеваниями суспензионным методом в соответствии с методическими указаниями [5].

Опыты осуществляли одномоментно. 12 культур M. tuberculosis были исследованы по отношению к ДС «Ж» и 12 культур – по отношению к ДС «Б», тест-штамм M. terrae был использован дважды – в первом и втором случаях. В качестве нейтрализатора для хлорсодержащего ДС использовали 1,0 % раствор тиосульфата натрия, для ЧАС-содержащего ДС – 1,0 % раствор сульфонола. Осуществляли контроль губительного действия ДС, полноты нейтрализации ДС, отсутствия антимикробного эффекта у нейтрализатора, количества микобактерий.

В соответствии с методическими указаниями готовили рабочую суспензию штамма M. terrae и M. tuberculosis в концентрации 1×109 КОЕ/мл. Далее рабочие суспензии микобактерий вносили в дезинфицирующие растворы в соотношении 1: 9, это обеспечивало концентрацию микроорганизмов порядка 1×108 КОЕ/мл. Перемешивали смеси и выдерживали соответствующую экспозицию. По окончанию экспозиции проводили отбор трех проб по 1 мл, каждую из которых помещали в пробирку, содержащую 9 мл стерильного раствора нейтрализатора. Перемешивали пробы путем встряхивания в течение 5 мин на шейкере и осуществляли посев из них на поверхность питательной среды Левенштейн – Йенсена в пробирки (из каждой пробы по 0,1 мл в три пробирки). Посевы проб инкубировали при температуре 37 °С в течение трех месяцев. Результаты с определением количества колоний микроорганизмов в исходном разведении суспензии учитывали через 1, 2, 3 месяца.

При статистической обработке результатов по каждому штамму микобактерий, выросшему на питательной среде, и в целом рассчитывали среднеарифметическое количество колоний бактерий и ошибку показателя с учетом среднего квадратичного отклонения. Оценку достоверности различий среднего количества колоний микобактерий проводили с помощью критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Результаты экспериментальных исследований показали (табл. 1), что после обработки М. terrae хлорсодержащим и ЧАС-содержащим дезинфектантами рост микроорганизмов на питательной среде в течение всего периода наблюдения (три месяца) отсутствовал, что говорит о соответствии препаратов заявленной туберкулоцидной эффективности. Отсутствовал рост штаммов M. tuberculosis, изолированных от всех 12 пациентов после обработки 0,06 % раствором хлорсодержащего препарата «Ж». В то же время после обработки ЧАС-содержащим ДС выделенные от больных туберкулезом M. tuberculosis оказались жизнеспособными и дали рост на питательной среде в течение всего периода наблюдения. Исключение составил лишь штамм № 1346, изолированный от больного ВИЧ-ассоциированным туберкулезом, который после обработки препаратом «Б» не дал роста. Отсутствовал рост штамма микобактерий № 1354, выделенного от больного монотуберкулезной инфекцией, через месяц после обработки ДС. В остальных случаях среднее количество M. tuberculosis колебалось от 0,3 ± 0,3 до 6,7 ± 2,6. Повышенный уровень резистентности к химическому дезинфектанту M. tuberculosis по сравнению с эталонным штаммом М. terrae свидетельствует, что устойчивость возбудителей туберкулеза к ДС может быть приобретенной.

 

Таблица 1

Результаты оценки роста M. tuberculosis после обработки микробной суспензии раствором ЧАС-содержащего дезинфектанта

Общая характеристика штаммов M. tuberculosis

Номер штамма

Среднее количество выросших колоний M. tuberculosis после обработки микробной суспензии 1,0 % раствором «Б»

через месяц

через два месяца

через три месяца

M. tuberculosis,

выделенные

от больных ВИЧ-

ассоциированным

туберкулезом

 

1667

0,3 ± 0,3

0,5 ± 0,4

2,3 ± 1,9

1347

1,1 ± 0,5

3,2 ± 1,2

4,8 ± 1,8

1728

3,9 ± 1,4

4,9 ± 1,8

6,1 ± 2,3

1699

5, 2 ± 2,0

5,3 ± 2,1

6,7 ± 2,6

1346

0

0

0

1407

4,8 ± 1,9

5,1 ± 1,9

6,1 ± 2,3

Всего

2,5 ± 0,3

3,2 ± 0,3

4,3 ± 0,4

M. tuberculosis,

выделенные

от больных монотуберкулезом

 

1683

1,0 ± 0,5

1,4 ± 0,6

2,7 ± 1,2

1662

0,6 ± 0,4

0,6 ± 0,4

0,6 ± 0,4

1354

0

2,6 ± 1,0

4,1 ± 1,5

1414

2,4 ± 1,0

2,5 ± 1,0

3,1 ± 1,3

1364

3,0 ± 1,2

3,2 ± 1,3

3,9 ± 1,5

1645

1,7 ± 0,7

2,3 ± 0,9

2,9 ± 1,2

Всего

1,4 ± 0,2

2,1 ± 0,2

2,9 ± 0,2

 

Таблица 2

Результаты оценки роста M. tuberculosis, выделенных от больных ВИЧ-ассоциированным туберкулезом и монотуберкулезом, после обработки микробной суспензии раствором ЧАС-содержащего дезинфектанта

Сроки исследования от момента обработки микобактерий дезинфектантами, мес.

Среднее количество выросших колоний микобактерий после обработки микробной суспензии дезинфектантом, M ± m

M. tuberculosis,

выделенные от больных ВИЧ-ассоциированным

туберкулезом

M. tuberculosis, выделенные от больных монотуберкулезом

t; р

1

2,5 ± 0,3

1,4 ± 0,2

2,8; 0,006

2

3,3 ± 0,3

2,1 ± 0,2

2,6; 0,01

3

4,3 ± 0,4

2,9 ± 0,2

2,7; 0,007

 

Сравнение результатов тестирования микобактерий, выделенных от ВИЧ-инфицированных и больных монотуберкулезом, позволило установить (табл. 2), что среднее количество выросших колоний M. tuberculosis, изолированных от больных ВИЧ-ассоциированным туберкулезом, через 1, 2, 3 месяца (2,5 ± 0,3; 3,3 ± 0,3; 4,3 ± 0,4) было достоверно выше, чем выделенных от пациентов с монотуберкулезной инфекцией (1,4 ± 0,2; 2,1 ± 0,2; 2,9 ± 0,2) (p < 0,05 во всех случаях). Эти данные указывают на то, что M. tuberculosis, выделенные от больных ВИЧ-инфицированным туберкулезом, более устойчивы к ДС, чем изолированные от больных монотуберкулезной инфекцией.

Выводы

  1. Таким образом, от больных туберкулезом выделяются tuberculosis, обладающие по сравнению с эталонным штаммом М. terrae устойчивостью к химическим дезинфектантам. Эти данные свидетельствуют о том, что устойчивость возбудителей туберкулеза к дезинфицирующим препаратам может быть приобретенной.
  2. Установлено, что tuberculosis, выделенные от больных ВИЧ-инфицированным туберкулезом, более устойчивы к ДС, чем изолированные от больных монотуберкулезной инфекцией.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

V. I. Sergevnin

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: olga_tukacheva@mail.ru

MD, PhD, Professor, Department of Epidemiology and Hygiene

Russian Federation, Perm

O. V. Tukacheva

Perm Regional Center for Control and Prevention of AIDS and Infectious Diseases

Author for correspondence.
Email: olga_tukacheva@mail.ru

epidemiologist

Russian Federation, Perm

О. R. Sibiryakova

Perm Regional Center for Control and Prevention of AIDS and Infectious Diseases

Email: olga_tukacheva@mail.ru

bacteriologist

Russian Federation, Perm

E. V. Sarmometov

Perm Regional Center for Control and Prevention of AIDS and Infectious Diseases

Email: olga_tukacheva@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, chief physician

Russian Federation, Perm

P. B. Azanov

LLC “Zvezda Medical Company”

Email: olga_tukacheva@mail.ru

Director

Russian Federation, Perm

References

  1. Sergevnin V.I., Markovich N.I., Klyukina T.V. et al. Sensitivity of pathogens of purulent-septic infections to disinfectants (preliminary results of the work of the Regional Reference Laboratory). Dezinfekcionnoe delo 2011; 4: 26–29 (in Russian).
  2. Sergevnin V.I., Gulyaev D.L., Bykov V.M. Comparative assessment of sensitivity to chemical disinfectants Mycobacteria tuberculosis isolated from patients and the reference strain of Mycobacterium terrae. Dezinfekcija. Antiseptika 2014; 5 (3(19)): 20–22 (in Russian).
  3. Galkin V.B., Elenkina Zh.V., Epifantseva N.A. et al. TB / HIV in the Russian Federation. Epidemiology, features of clinical manifestations and treatment results. Moscow: RIO TsNIIOIZ 2017; 52 (in Russian).
  4. World Health Organization. Latent TB Infection : Updated and consolidated guidelines for programmatic management. Geneva: World Health Organization 2018.
  5. MU 3.5.2596-10. Study and assessment methods of tuberculocidal activity of disinfectants. Methodical guidelines. Moscow 2010.

Copyright (c) 2021 Sergevnin V.I., Tukacheva O.V., Sibiryakova О.R., Sarmometov E.V., Azanov P.B.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies