Современные этиологические особенности инфекционного эндокардита

Н.М. КАРГАЛЬЦЕВА, А.М. ИВАНОВ, В.И. КОЧЕРОВЕЦ, В.Л. ПАСТУШЕНКОВ 

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, г. Санкт-Петербург

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Всероссийская ассоциация лабораторий «Сити-лаб», г. Санкт-Петербург 

Каргальцева Наталья Михайловна

кандидат медицинских наук, преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики.

Была исследована кровь 387 больных инфекционным эндокардитом (280) и вторичным инфекционным эндокардитом (107). При микроскопии периферической крови возбудители были обнаружены в 78,0% случаев, а при посеве получили гемокультуру в 41,8% случаев. Установлена этиологическая значимость грамположительных палочек, грибов и полимикробность инфекции по результатам микроскопии и посева крови.

Ключевые слова: инфекционный эндокардит, микроскопия крови, посев крови.

N.M. KARGALTSEVA, A.M. IVANOV, V.I. KOCHEROVETS, V.L. PASTUSHENKOV 

Kirov Military Medical Academy, St.Petersburg

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

All-Russian association of laboratories «City-Lab», St.Petersburg

Modern etiological characteristics of infective endocarditis

Was investigated the blood of 387 patients with infective endocarditis (280) and secondary infective endocarditis (107). Pathogens were detected in 78,0% of cases by microscopy of peripheral blood and blood cultures were plated in 41,8% of cases. It was specified the etiological significance of Gram-positive rods, fungi and polymicrobial infections circulating in the blood by the results of microscopy and culture of blood.
Key words: infective endocarditis, microscopy of blood, blood cultures. 

Терапевтическое заболевание инфекционной этиологии, которым является инфекционный эндокардит (ИЭ), возникает в результате внедрения в эндокард сердца инфекции гематогенным путем. Развитию заболевания способствуют наличие пороков сердца (врожденных или приобретенных) и нарушения в иммунологической реактивности организма. Циркулирующие в кровотоке микроорганизмы адгезируются на клеточной стенке клапана, колонизируют ее и формируют вегетации на клапанном эндокарде. Морфологические изменения клапанного аппарата и изменения сердечной гемодинамики увеличивают риск трансформации бактериемии в эндокардит до 91,9%. Наличие инфекции в крови у пациентов с врожденными пороками сердца сопряжено с высоким риском развития у них ИЭ [1].

Этиология современного ИЭ характеризуется широким спектром возбудителей, включающим грамположительные и грамотрицательные кокки и палочки, анаэробные бактерии, L-формы бактерий, грибы и вирусы. С определенными видами микроорганизмов связаны особенности клинических симптомов и клинической картины в целом. Так, при ИЭ лидируют грамположительные, а при вторичном инфекционном эндокардите (ВИЭ) – грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы. Этиология ИЭ характеризуется моноинфекцией (7,6%) и ассоциацией микроорганизмов (23,2%), включая анаэробные микроорганизмы. При динамическом наблюдении за больными ИЭ регистрируется смена возбудителей. У больных ИЭ часто выявляются очаги хронической инфекции (тонзиллит, бронхит, пиелонефрит, хронический фурункулез и пиодермия) [2, 3].

В доантибиотическую эру в гемокультурах больных ИЭ до 90% случаев обнаруживали гемолитические стрептококки. В 50-60-е годы частота их выявления снизилась до 40% и в настоящее время в микробном пейзаже современного ИЭ вес стрептококков составляет 12,6-25,8% случаев [4, 5]. У пациентов с нарушенной иммунной системой, страдающих сахарным диабетом, хроническим алкоголизмом, лейкопенией и бессистемным применением антибиотиков, обнаруживают в циркулирующей крови атипичные, фильтрующиеся и L-формы стрептококков. Частота обнаружения стафилококков в микробном пейзаже пациентов ИЭ колеблется от 15 до 56% случаев. В настоящее время из крови чаще выделяют коагулазонегативные штаммы стафилококка, чем коагулазоположительный Staphylococcus aureus. Из группы коагулазонеобразующих стафилококков вид S. lugdunensis наиболее часто вызывает абсцессы мягких тканей и эндокардит естественных и искусственных клапанов сердца [6, 7]. Также был описан случай продолжительной бактериемии с инфицированием имплантированного кардиодефибриллятора. Вид стафилококка S. lugdunensis был выделен при посеве крови и с удаленного дефибриллятора [8]. Подобной способностью обладают грамположительные неспорообразующие палочки (дифтероиды), входящие в состав нормальной флоры верхних дыхательных путей. Эндокардит, спровоцированный грамотрицательной микрофлорой, диагностируется у 3-8% больных и относится к ВИЭ, т.к. развивается на протезированном клапане сердца. До 20% случаев увеличилось число выделения энтерококков и грибов [9] при ИЭ. После первого описания анаэробного эндокардита, вызванного Clostridium perfringens, отмечалась тенденция нарастания числа случаев поражений эндокарда, вызванных анаэробной флорой, с 2,2% (1948-1959 гг.) до 11-12% (1968-1970 гг.). Известно, что повреждающая роль анаэробов реализуется в ассоциации с аэробными микроорганизмами. 

Материалы и методы

Всего были обследованы 387 стационарных больных кардиологического профиля, включая 280 с ИЭ (72,4%) и 107 ― с ВИЭ (27,6%). Среди всех обследованных больных женщин было 168, мужчин ― 219. Обследуемые больные относились к трудоспособному возрасту ― от 21 до 60 лет.

Объем микробиологического исследования крови больных состоял из микроскопии мазка периферической крови и посева крови в сердечно-мозговую среду в анаэробные условия с последующим культивированием в аэробных, микроаэрофильных и анаэробных газовых режимах. Кровь была исследована микроскопическим методом у 85,8% больных и у всех ― культуральным [10, 11].

Таблица 1.

Объем микробиологического исследования крови больных

Для микроскопического исследования крови получали лейкоцитарный слой из пробы периферической венозной крови. Для культурального исследования использовали флаконы с 200,0 мл сердечно-мозговой жидкой питательной средой, насыщенные инертным газом для создания анаэробных условий для первичного культивирования микроорганизмов. Соотношение пробы крови к среде выдерживали как 1:10. Последующее субкультивирование проводили в аэробных, микроаэрофильных и анаэробных условиях на плотных сердечно-мозговых агаровых средах [12].

Результаты  исследования

Микроскопическое исследование крови 387 больных позволило выявить циркулирующие в кровотоке микроорганизмы в 78,0% случаях.

Таблица 2.

Результаты микроскопического исследования мазков крови больных

У больных ВИЭ микроорганизмы обнаруживались в мазках крови незначительно чаще, чем у пациентов ИЭ на интактных клапанах (83,0 и 75,9%, соответственно). В 22,0% случаев микроорганизмы не были обнаружены в мазках крови. При микроскопии обнаруживали различные морфологические формы возбудителей.

Таблица 3.

Обнаруженные морфологические формы микроорганизмов в мазках крови (%)

По результатам микроскопии крови ведущей морфологической формой возбудителей ИЭ и ВИЭ были грамположительные кокки (от 56,9 и 53,6%, соответственно). Далее, по частоте обнаружения в крови, ― грамположительные (21,5 и 30,4%, соответственно) и грамотрицательные палочки (12,5 и 7,1%, соответственно). В единичных случаях обнаруживали в мазках крови грамотрицательные кокки (0,9%) и споровые палочки (до 2,1%). При анализе взаимосвязи определенных морфологических форм с нозологическими вариантами заболеваний оказалось, что этиология ИЭ чаще связана с грамположительной кокковой (56,9%), грамположительной палочковой (25,1%) и грамотрицательной палочковой (12,5%) флорой. Этиология ВИЭ характеризовалась преобладанием грамположительных кокков (53,6%), грамположительных палочек (30,4%) и грибов (6,7%). Грибы, которые выявлялись в виде дрожжевых клеток и нитей мицелия чаще обнаруживали у больных ВИЭ (6,7%), чем при ИЭ (2,3%). Известно, что циркуляцию дрожжевых клеток в крови обычно связывают с активной антибактериальной терапией и нитей мицелия – с хроническим процессом.

В настоящее время имеется склонность возбудителей воспалительных процессов пребывать в очаге воспаления в виде полимикробной инфекции. Инфекция кровотока при ИЭ и ВИЭ имела такие же патогенетические особенности, как инфекция гнойно-воспалительного процесса.

Таблица 4.

Частота обнаружения ассоциаций микроорганизмов в мазках крови у больных

У больных ИЭ и ВИЭ в мазках крови в 42,9% случаев обнаружили ассоциации микроорганизмов и чаще это наблюдали у больных ВИЭ (48,9%).

Таблица 5.

Виды микробных ассоциаций в мазках крови больных

В настоящее время известно, что из всех видов ассоциаций бактериально-бактериальная является ведущей причиной современных гнойно-воспалительных процессов. В нашем случае этот вид ассоциации также имел значимое место в этиологии больных ИЭ и ВИЭ (88,3%). Однако необходимо отметить патогенетическую связь микробных ассоциаций, циркулирующих в крови, с диагнозами. Так, для ИЭ более характерны бактериально-бактериальные (93,0%), а для ВИЭ ― бактериально-грибковые (20,0%).

Несмотря на то, что микроскопическое исследование мазка периферической крови диагностировало возбудителя в крови, достоверным фактом наличия микроорганизмов в кровотоке считается выделение возбудителя из пробы крови. Поэтому, кроме микроскопии крови у больных, было выполнено культуральное исследование крови.

Таблица 6.

Получение гемокультур у больных ИЭ и ВИЭ

Гемокультуры были получены у 41,8% больных. Инфекционная природа заболевания наиболее часто была подтверждена у больных ВИЭ (57,0%) в сравнении с ИЭ (36,1%).

При посеве крови в гемокультурах выросли микроорганизмы разной морфологической формы.

Таблица 7.

Морфологические формы микроорганизмов в гемокультурах (%)

Выделенные микроорганизмы у больных ИЭ и ВИЭ в большинстве случаев были грамположительными кокками (71,9 и 73,0%, соответственно) и грамположительными палочками (18,6 и 13,5%, соответственно). Грамотрицательные палочки чаще высевали при ВИЭ (11,1%), а грибы ― при ИЭ (1,2%).

Из числа полученных штаммов микроорганизмов (294) у больных ИЭ и ВИЭ аэробных было 274 (93,2%), включая грибы, и анаэробных ― 20 (6,8%).

Таблица 8.

Характеристика выделенных возбудителей

В сумме ведущими возбудителями ИЭ и ВИЭ представлены аэробные и относительно низким представительством анаэробные микроорганизмы. Различие по выделению аэробных и анаэробных микроорганизмов в зависимости от диагноза не выявлено.

Необходимо отметить, что аэробные микроорганизмы в большинстве случаев росли в микроаэрофильных и анаэробных газовых условий и реже ― в аэробных.

Таблица 9.

Рост аэробных микроорганизмов в разных газовых условиях

Анализируя таблицу можно заметить, что аэробные микроорганизмы давали рост в аэробных условиях в 119, микроаэрофильных ― в 319 и анаэробных ― в 482 случаях. Последние условия для культивирования аэробных микроорганизмов оказались более приемлемы, так как в этом случае они проходили стадию адаптации к питательной среде после циркуляции в замкнутом пространстве кровотока. К наиболее результативным приемам получения гемокультур следует отнести одномоментное применение аэробных, микроаэрофильных и анаэробных газовых условий культивирования крови, способствующих росту любых видов возбудителей.

Было получено 165 штаммов возбудителей у больных ИЭ и 129 ― ВИЭ, включая аэробные, анаэробные и грибы, и относящиеся к 44 видам микроорганизмов. В таблице представлены полученные возбудители в виде групп.

Таблица 10.

Этиологический пейзаж ИЭ и ВИЭ

Выделенные штаммы возбудителей у больных ИЭ и ВИЭ в большинстве случаев относились к аэробным микроорганизмам (92,7 и 91,5%, соответственно). Среди аэробных микроорганизмов лидировали грамположительные варианты (92,8 и 89,8%, соответственно). Из грамположительных представителей чаще высевались стафилококки (59,9 и 45,3%, соответственно) и стрептококки (21,1 и 32,1%, соответственно). Значительно выросла клиническая значимость грамположительных аэробных неспорообразующих палочек (15,5 и 8,5%, соответственно). Реже получали рост анаэробных возбудителей (6,1 и 7,7%, соответственно) и грибов (1,2 и 0,8%, соответственно). Сравнение выделенных штаммов возбудителей ИЭ и ВИЭ показало, что стафилококки и грамположительные неспорообразующие палочки преобладали у больных ИЭ, а аэробные спорообразующие палочки ― у больных ВИЭ. Ведущие анаэробные возбудители инфекционных процессов, грамотрицательные палочки, присутствовали в крови только у больных ВИЭ. Была проанализирована этиологическая значимость отдельных видов микроорганизмов при ИЭ и ВИЭ.

Таблица 11.

Этиологическое значение отдельных видов возбудителей при ИЭ и ВИЭ

Среди полученных стафилококков значительную роль в этиологии ИЭ и ВИЭ играли коагулазонеобразующие стафилококки, а именно, Staphylococcus epidermidis (61,2 и 66,7%, соответственно) и в группе полученных стрептококков ― нормальная флора верхних дыхательных путей, Streptococcus mitis (56,7 и 79,4%, соответственно). Ведущие возбудители ИЭ и ВИЭ прошлого столетия, Staphylococcus aureus и Streptococcus pyogenes, в настоящее время вызывают заболевание редко (9,4 и 10,4%, соответственно, и 3,3 и 0%, соответственно).

Известно, что современное течение ИЭ характеризуется полимикробностью гемокультур.

Таблица 12.

Частота обнаружения ассоциаций микроорганизмов в гемокультурах больных

У больных ИЭ и ВИЭ были получены полимикробные гемокультуры в 14,2% случаев.

Наиболее часто микст-инфекции обнаруживали у больных ИЭ (17,8%). Ассоциация микроорганизмов в гемокультуре содержала до трех ассоциантов-возбудителей и полимикробность проявлялась в сочетании бактерий с грибами и аэробных с анаэробными микроорганизмами.

Таблица 13.

Виды ассоциаций в гемокультурах больных ИЭ и ВИЭ

Характерной особенностью полимикробности гемокультур для больных ИЭ и ВИЭ было наличие двух возбудителей (88,9 и 100,0%, соответственно) и для больных ИЭ наличие трех возбудителей в одной пробе крови в незначительном количестве (11,1%). При ИЭ ассоциации возбудителей представлены бактериальными (100,0%) аэробно-аэробными (88,9%) и аэробно-анаэробными (11,1%) микроорганизмами, а в группе больных ВИЭ – только аэробно-аэробными (100,0%) бактериями.

Заключение 

Микробиологическое исследование крови было выполнено у 387 больных ИЭ и ВИЭ. Микроскопическим методом была исследована кровь 85,8% больных и культуральным ― в 100% случаев. При микроскопии мазков крови в 78% случаев обнаружили микроорганизмы и в 41,8% случаев получили гемокультуру. При микроскопии и посеве крови обнаружены и выделены различные по морфологии возбудители, включая бактерии и грибы. При микроскопии в 42,9% случаев были замечены ассоциации микроорганизмов в мазках крови, которые характеризовались сочетанием бактерий с бактериями (88,3%) и бактерий с грибами (11,7%). При посеве крови полимикробные гемокультуры были получены в 14,2% случаев, которые характеризовались сочетанием разных бактерий, включая аэробные с анаэробными. В посеве крови больных ИЭ и ВИЭ ведущие возбудители относились к тем же морфологическим группам микроорганизмов, что и в мазках крови, но гемокультуры с грибами преобладали у больных ИЭ.

При микроскопии крови возбудители ИЭ были обнаружены у 75,9% больных и при ВИЭ ― в 83,0% случаев. В мазках больных ИЭ отмечали грамположительные кокки, палочки и грамотрицательные палочки и в группе больных ВИЭ, кроме вышеперечисленных форм, в 6,7% случаев определяли элементы грибов. Микроскопическое исследование крови показало ассоциативность обнаруженных возбудителей в 40,3% случаев у больных ИЭ и в 48,2% случаев при ВИЭ. При ИЭ преобладали бактериально-бактериальные ассоциации (93,0%) и при ВИЭ ― бактериально-грибковые (20,0%).

При культуральном исследовании крови гемокультуры получили у больных ИЭ в 36,1% случаев и у больных ВИЭ ― в 57,0% случаев. При сравнении морфологических форм аэробных возбудителей ИЭ и ВИЭ оказалось, что преобладали грамположительные кокки (стафилококки, стрептококки и энтерококки) и неспорообразующие грамположительные палочки и реже высевали грамотрицательные палочки сем. Enterobacteriaceae, аэробные споровые палочки и грибы. Энтерококки чаще получали в посеве крови у больных ВИЭ (11,3%), чем при ИЭ (2,8%). Из анаэробных микроорганизмов грамотрицательные палочки сем.Bacteroides были выделены только из крови больных ВИЭ. Среди выделенных стафилококков у больных ИЭ и ВИЭ преобладали S.epidermidis и среди стрептококков ― S.mitis. Микст-инфекции чаще получали у больных ИЭ (17,8%), чем при ВИЭ (8,2%) и число ассоциантов до трех присутствовало у больных ИЭ (11,1%). Сочетание бактерий аэробных с аэробными было замечено при ИЭ и ВИЭ, а сочетание с анаробными только при ИЭ (11,1%).

Таким образом, микроскопический метод исследования периферической крови больных ИЭ и ВИЭ позволил обнаружить возбудителей в кровотоке. Выявленные в мазках крови бактерии в большинстве случаев были представлены грамположительными кокками и палочками. В дополнении к этому были выявлены грамотрицательные палочки при ИЭ и грибы в виде дрожжевых клеток ― при ВИЭ. Обнаружение в мазках крови ассоциаций микроорганизмов с преобладанием бактериально-бактериальных при ИЭ и бактериально-грибковых при ВИЭ является этиологической особенностью инфекционных эндокардитов на современном этапе. Сегодня этиология ИЭ и ВИЭ характеризуется лидированием S.epidermidis среди выделенных стафилококков и S.mitis среди стрептококков. Отмечается увеличение значения энтерококка в этиологии у больных ВИЭ. Выявленная в гемокультуах микст-инфекция характеризовалась наличием двух или трех возбудителей, сочетанием бактерий, как аэробных с аэробными, так и аэробных с анаэробными в одной гемокультуре. Замечен рост этиологической значимости грамположительной палочковой флоры, грибов и полимикробности инфекции, циркулирующей в крови.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федоров В.В., Полозова Р.И., Каргальцева Н.М. О причинах лихорадочных состояний у больных кардиологической клиники // Тер.Архив. ― 1993, деп в ГУНМБ 6.09.93., Д 23620.

2. Федоров В.В., Рубашкина Е.И., Каргальцева Н.М. и др. Инфекционный эндокардит, Мет. реком. МЗ РФ. ― Санкт-Петербургю. ― 1994. ― с. 33.

3. Gould F.K., Denning D.W., Elliott T.S.J. et.al. Guidelines for the diagnosis and antibiotic treatment of endocarditis in adults: a report of the working Party of the British Society for Antimicrobial Chemotherapy // J. of Antimicrob.Chemother. ― 2012. ― 67. ― P. 269-289.

4. Prendergast B.D. The changing face of infective endocarditis // Heart. ― 2006. ― 92. ― P. 879-885.

5. Knoll B., Tleyjeh J.M., Steckelberg J.M. et al. Infective endocarditis due to penicillin-resistant viridians group Streptococci // Clin. Infect. Dis. ― 2007. ― 44. ― P. 1585-1592.

6. Vandenesch F., Etienne J., Reverdy M.E. et.al. Endocarditis due to Staphylococcus lugdunensis: report of 11 cases and review // Clin. Infect. Dis. ― 1993. ― 17. ― P. 871-876.

7. Vandenesch F., Eykyn S.J., Etienne J. et.al. Skin and postsurgical wound infections due to Staphylococcus lugdunensis // Clin. Microb. Infect. ― 1995. ― 1. ― P. 73-74.

8. Celard M., Lelievra H., Obadia J.F. et.al. Long-standing bacteremia and endocarditis caused by Staphylococcus lugdunensis in a patient with an implantable cardioverter defibrillator // Clin. Microb. Infect. ― 1997. ― 3. ― P. 387-388.

9. Ellis M.E., Al-Abdely H., Sandridge A. et al. Fungal endocarditis: evidence in the world literature, 1965-1995 // Clin. Infect. Dis. ― 2001. ― 32. ― P. 50-62.

10. Coppen M.J., Noble C.J., Aubrey C. Evaluation of buffy-coat microscopy for the early diagnosis of bacteraemia // J. of Clinical Pathology. ― 1982. ― 34. ― P. 1375-1377.

11. Rajendra Prasad B.P.M., Basavaraj K.N. et.al. Rapid diagnosis of neonatal septicemia by buffy coat smear examination and C-reactive protein test in correlation with blood culture // Int. J. Biol. Med. Res. ― 2012. ― 3. ― P. 1658-1661.

12. Кочеровец В.И., Каргальцева Н.М., Гуревич В.С. и др. Принципы бактериологического исследования крови больных инфекционным эндокардитом, Мет. реком. РСФСР. ― Ленинград. ― 1990. ― с. 23.