Etiology of community-acquired pneumonia in children and adults based on 2015–2022 bacteriological and molecular genetic studies

Full Text

Введение

Внебольничная пневмония (ВП) является полиэтиологическим инфекционным заболеваниям бактериальной или вирусной природы [5]. Между тем вопрос этиологической расшифровки ВП в практике остается проблемным, поскольку не все пациенты с подозрением на это заболевание лабораторно обследуются, а методы лабораторной диагностики, применяемые в разных медицинских организациях (МО), не идентичны и не ориентированы на обнаружение максимального количества видов возбудителей ВП. Трудности этиологической диагностики ВП, кроме того, определяются отсутствием универсального информативного субстрата для исследования. Диагностическая ценность микробиологического исследования мокроты «сдерживается» тем, что нередко у больных пневмонией кашель имеет непродуктивный характер. Кроме того, при естественном откашливании мокрота может быть контаминирована микрофлорой глотки, зева и ротовой полости. Поэтому для этиологической расшифровки ВП допускается исследование мазков из ротоглотки и носоглотки [2, 5].

Сведения об этиологии ВП противоречивы. Очень часто этиологию ВП оценивают лишь по данным бактериологических исследований и нередко приходят к выводу о низкой частоте выделения основного возбудителя — Streptococcus pneumoniaе. В то же время очень мало наблюдений параллельного обследования больных ВП одновременно двумя методами — бактериологическим и молекулярно-генетическим. Отсутствуют наблюдения за этиологией ВП в многолетней динамике. Между тем в последние 10 лет в жизни общества Российской Федерации произошли социальные изменения, которые могли оказать существенное влияние на этиологию ВП. Так, с 2014 г. в России введены декретированные прививки детского населения против пневмококковой инфекции, а в 2020–2022 гг. отмечена эпидемия новой коронавирусной инфекции.

Цель исследования — изучить этиологию внебольничной пневмонии у детей и взрослых по результатам бактериологических и молекулярно-генетических исследований в 2015–2022 гг.

Материалы и методы

Этиологию ВП оценивали по результатам бактериологических и молекулярно-генетических исследований смывов с задней стенки глотки 981 пациента (418 детей и 483 взрослых), госпитализированного с первичным диагнозом «Внебольничная пневмония» (коды по МКБ-10: J13-J18) в 2015–2022 гг. в две крупные МО г. Перми. Средний возраст детей был 3,5±0,2 года, взрослых — 65,0±2,3 года соответственно. Обязательным условием при проведении работы было наличие подписанного добровольного информированного согласия участников, а для лиц, не достигших 18 лет, — одного из родителей. Отбор проб проводили в первые 2 дня госпитализации в соответствии с методическими указаниями [7].

Бактериологическое исследование мазков из носоглотки на наличие условно-патогенных бактерий осуществляли в лабораториях двух МО, являвшихся базами для госпитализации пациентов с ВП. Молекулярно-генетические исследования на наличие ДНК/РНК ряда вирусов и трудно культивируемых бактерий проводили в лаборатории Центра гигиены и эпидемиологии в Пермском крае методом ПЦР в режиме реального времени с использованием наборов реагентов производства ООО «ИнтерЛабСервис», позволяющих выявить: ДНК S. pneumoniaе; ДНК H. influenzaе; ДНК N. meningitidis; ДНК Chlamydophila pneumoniaе; ДНК M. pneumoniaе; ДНК Chlamydophila psittaci; ДНК L. pneumophila; РНК гриппа А; РНК гриппа В; РНК гриппа H1N1 pdm2009; РНК парагриппа 1, 2, 3, 4; РНК РС-вируса; РНК риновируса; ДНК аденовируса. Использовали амплификатор «CFX96» (Bio-Rad, США).

В 2021–2022 гг. все пациенты (142 ребенка и 190 взрослых) при поступлении в стационар были обследованы на SARS-CoV-2 методом ПЦР.

Статистическую обработку материалов проводили с использованием программ Statistica 6 и WinPepi, версия 11.65 (автор — профессор Joe Abramson, Израиль). Статистическую значимость различий показателей определяли путем расчета критерия согласия χ², при малом числе наблюдений — точного критерия Фишера.

Результаты

По данным бактериологических исследований в целом за 2015–2022 гг. у больных детей выделили 89 штаммов 10 видов бактерий, у взрослых — 229 штаммов 15 видов (табл. 1). У детей доминировали S. pneumoniaе (3,1 на 100 обследованных), Klebsiella pneumoniae (2,9) и Staphylococcus аureus (7,2). Нередко встречались Candida albicans и Pseudomonas aeruginosa. У взрослых превалировали S. pneumoniaе (15,4 на 100 обследованных) и K. рneumoniaе (7,1). В сумме среди детей и взрослых частота выделения S. pneumoniaе составила 9,7 на 100 обследованных пациентов, что оказалось статистически значимо выше, чем других микроорганизмов (р < 0,05 во всех случаях). Доля пневмококка в сумме всех выделенных возбудителей составила 28,2. Интенсивность выделения K. pneumoniaе, S. aureus, P. aeruginosa составила 5,1, 4,1, 2,8 на 100 обследованных соответственно, других возбудителей — лишь 0,3–1,9. Доля указанных трех возбудителей оказалась равной 14,9, 11,9, 8,1% соответственно, прочих микроорганизмов — 0,9–5,5%.

 

Таблица 1. Частота выделения возбудителей внебольничной пневмонии у больных детей и взрослых по данным бактериологических исследований за 2015–2022 гг.

Table 1. Frequency of isolation of pathogens of community-acquired pneumonia in sick children and adults according to bacteriological studies for 2015–2022

Микроорганизмы Microorganisms	Частота выделения микроорганизмов на 100 обследованных Frequency of isolation of microorganisms per 100 examined
	Дети Children n = 418	Взрослые Adults n = 479	Всего Total n = 897
Streptococcus рneumoniae	3,1 (1,7–5,3)	15,4 (12,3–19,0)	9,7 (7,8–11,8)
Klebsiella рneumoniaе	2,9 (1,5–4,9)	7,1 (4,9–9,7)	5,1 (3,8–6,7)
Pseudomonas aeruginosa	1,9 (0,8–3,7)	3,5 (2,1–5,6)	2,8 (1,8–4,1)
Staphylococcus aureus	7,2 (4,9–10,1)	3,9 (2,4–6,1)	4,1 (2,9–5,6)
Haemophillus influenzae	0,2 (0,01–1,3)	1,7 (0,7–3,2)	1,0 (0,5–1,9)
Escherichia coli	0,9 (0,3–2,4)	2,9 (1,6–4,8)	2,5 (1,6–3,8)
Candida albicans	2,8 (1,5–4,9)	1,2 (4,5–2,7)	2,0 (1,2–4,1)
Enterococcus faecalis	0,2 (0,01–1,3)	1,7 (0,7–3,2)	1,0 (0,5–1,9)
Streptococcus viridans	0	1,2 (0,7–3,2)	0,6 ( 0,3–1,4)
Klebsiella oxytoca	0	0,6 (0,7–3,2)	0,3 (0,1–0,9)
Staphylococcus epidermidis	0,5 (0,01–1,3)	1,2 (0,7–3,2)	0,9 (0,4–1,7)
Staphylococcus haemolyticus	0	1,2 (0,7–3,2)	0,6 ( 0,3–1,4)
Acinetobacter baumannii	0,2 (0,01–1,3)	1,7 (0,7–3,2)	1,0 ( 0,5–1,9)
Neisseria meningitidis	0	1,2 (0,7–3,2)	0,6 (0,3–1,4)
Streptococcus oralis	1,2 (0,4–2,7)	2,5 (1,3–4,3)	1,9 (1,1–3,0)

 

По результатам ПЦР у детей выделили маркеры 452 штаммов 7 видов микроорганизмов, у взрослых — 181 штамма 8 видов (табл. 2). У детей доминировали маркеры S. pneumoniaе (77,3 на 100 обследованных), Hemophilus influenzaе (10,5) и Mycoplasma pneumoniaе (15,3). У взрослых ведущее место занимали S. pneumoniaе (23,4), H. influenzaе (5,0) и M. pneumoniaе (6,7). В целом у детей и взрослых, так же как и по данным бактериологических анализов, ведущую роль играл S. pneumoniaе, частота которого составила 48,5 на 100 (по отношению к показателю частоты выделения других возбудителей р < 0,05 во всех случаях). Его доля в структуре маркеров всех возбудителей составила 68,7%. Частота выделения маркеров таких микроорганизмов как M. pneumoniaе и H. influenzaе составила 10,7 и 7,6 на 100 обследованных соответственно, а их доля — 15,2 и 10,7%. Маркеры вирусов (РНК вируса гриппа Н1N1 и РНК риновируса) были обнаружены лишь в единичных случаях.

 

Таблица 2. Частота выделения возбудителей внебольничной пневмонии у больных детей и взрослых по данным молекулярно-генетических исследований за 2015–2022 гг.

Table 2. 2015–2022 Frequency of isolated pathogens for community-acquired pneumonia in sick children and adults according to molecular genetic studies.

Маркеры микроорганизмов Microorganism markers	Частота выделения маркеров микроорганизмов на 100 обследованных Frequency of isolated microorganism markers per 100 examined
	Дети Children n = 418	Взрослые Adults n = 479	Всего Total n = 897
ДНК Streptococcus pneumoniaе Streptococcus pneumoniaе DNA	77,3 (72,9–81,2)	23,4 (19,7–27,4)	48,5 (45,2–51,0)
ДНК Hemophilus influenzaе Hemophilus influenzaе DNA	10,5 (7,8–13,8)	5,0 (3,2–7,3)	7,6 (5,9–9,5)
ДНК Mycoplasma pneumoniae Mycoplasma pneumoniae DNA	15,3 (11,9–19,1)	6,7 (4,6–9,3)	10,7 (8,7–12,9)
РНК РС-вируса RS virus RNA	2,2 (0,9–4,1)	0,2 (0,01–1,1)	1,1 (8,5–12,9)
РНК вируса гриппа A Influenza A virus RNA	1,7 (0,7–3,4)	0,6 (0,1–2,2)	1,1 (8,5–12,9)
ДНК аденовируса Adenovirus DNA	0,9 (0,3–2,4)	0	0,4 (0,1–1.1)
ДНК Neisseria meningitidis Neisseria meningitidis DNA	0,2 (0,01–1,7)	0	0,1 (0,1–0,6)
ДНК Legionella pneumophila Legionella pneumophila DNA	0	0,2 (0,01–1,1)	0,1 (0,1–0,6)
ДНК Chlamydophila pneumoniaе Chlamydophila pneumoniaе DNA	0		0
РНК Вирус гриппа В Influenza B virus RNA	0	0	0
ДНК Chlamydophila psittaci Chlamydophila psittaci DNA	0	0	0
РНК вирус гриппа Н1N1 H1N1 influenza virus RNA	0	0	0,3 (0,1–0,9)
РНК риновируса Rhinovirus RNA	0	1,0 (0,3–2,4)	0,5 (0,1–1,3)

 

Оценка результатов бактериологических исследований в многолетней динамике показала (табл. 3), что в 2021–2022 гг. по сравнению 2015–2017 гг. среди детей статистически значимо увеличилась частота выделения S. aureus — с 0,9 до 13,4 на 100 обследованных (р = 0,001). Среди взрослых увеличилось количество случаев выявления S. pneumoniaе с 2,5 до 20,0 (р = 0,001), K. pneumoniaе — с 1,9 до 13,1 (р = 0,001).

 

Таблица 3. Частота выделения возбудителей внебольничной пневмонии у больных детей и взрослых по данным бактериологических исследований в 2015–2022 гг.

Table 3. 2015–2022 Frequency of isolated pathogens for community-acquired pneumonia in sick children and adults according to bacteriological studies

Микроорганизмы Microorganisms	Частота выделения микроорганизмов на 100 обследованных Frequency of isolation of microorganismsper 100 examined
	2015–2017 гг.		2018–2019 гг.		2021–2022 гг.
	Дети Children n = 201	Взрослые Adults n = 204	Дети Children n = 75	Взрослые Adults n = 85	Дети Children n = 142	Взрослые Adults n = 190
Streptococcus рneumoniae	3,5 (1,4–7,0)	2,5 (3,4–10,6)	1,3 (0,03–7,2)	27,1 (17,9–37,7)	3,5 (1,2–8,0)	20,0 (14,6–26,4)
Klebsiella pneumoniae	1,5 (0,3–4,3)	1,9 (0,5–4,9)	2,6 (0,3–9,2)	5,8 (1,9–13,2)	4,9 (2,0–9,8)	13,1 (8,7–18,9)
Pseudomonas auruginosa	1,5 (0,3–4,3)	2,5 (0,8–5,6)	1,3 (0,3–7,2)	1,1 (0,03–6,3)	2,8 (0,8–7,1)	5,8 (2,9–10,1)
Staphylococcus aureus	0,9 (0,1–3,5)	2,5 (0,8–5,6)	12,0 (5,6–21,5)	0	13,4 (8,3–20,1)	7,4 (4,1–12,1)
Candida albicans	0	0	0	0	4,9 (2,0–9,8)	3,1 (1,2–6,7)
Escherichia coli	0,9 (0,1–3,5)	0	1,3 (0,3–7,2)	0	0,71 (0,02–3,8)	6,8 (3,7–11,4)
Haemophilus influenzae	0,5 (0,1–2,7)	0	0	1,1 (0,3–6,3)	0	2,6 (0,9–6,0)
Enterococcus faecalis	0	0	1,3 (0,3–7,2)	0	0	4,2 (1,8–8,1)
Staphylococcus еpidermidis	0	0	2,6 (0,3–9,2)	0	0	3,1 (1,2–6,7)
Acinetobacter baumannii	0	0	1,3 (0,3–7,2)	0	0	4,2 (1,8–8,1)
Neisseria meningitidis	0	0	0	1,1 (0,3–6,3)	0	2,6 (0,9–6,0)
Streptococcus oralis	0	0	6,6 (2,2–4,8)	0	0	6,3 (3,3–10,8)

 

По данным молекулярно-генетических исследований среди детей и взрослых в 2021–2022 гг. по сравнению с 2015–2017 гг. статистически значимых изменений в этиологии ВП не произошло (табл. 4). Вместе с тем в 2018–2019 гг. по сравнению с 2015–2017 гг. по данным ПЦР существенно возросла частота выделения ДНК M. pneumoniaе у детей — с 14,9 до 42,5, у взрослых — с 8,8 до 16,5 (р = 0,05).

 

Таблица 4. Частота выделения маркеров возбудителей внебольничной пневмонии у больных детей и взрослых по данным молекулярно-генетических исследований в 2015–2022 гг.

Table 4. 2015–2022 Frequency of isolated pathogen markers for community-acquired pneumonia in sick children and adults according to molecular genetic studies.

Маркеры микроорганизмов Microorganism markers	Частота выделения маркеров микроорганизмов на 100 обследованных Frequency of isolation of markers of microorganismsper 100 examined
	2015–2017 гг.		2018–2019 гг.		2021–2022 гг.
	Дети Children	Взрослые Adults	Дети Children	Взрослые Adults	Дети Children	Взрослые Adults
ДНК Streptococcus pneumoniaе Streptococcus pneumoniaе DNA	73,6 (66,9–79,6)	25,5 (20,5–31,0)	73,3 (61,7–82,8)	31,8 (22,1–42,1)	84,5 (77,5–90,0)	17,4 (12,3–23,5)
ДНК Hemophilus influenzaе Hemophilus influenzaе DNA	5,9 (3,1–10,2)	0,5 (2,4–8,8)	13,3 (6,6–23,1)	0	15,5 (9,9–22,5)	7,4 (4,1–12,0)
РНК РС-вируса RS virus RNA	1,9 (0,5–5,0)	0,5 (0,1–2,7)	0	0	3,5 (1,2–8,0)	0
РНК вируса гриппа A Influenza A virus RNA	0,5 (0,1–2,7)	0,9 (0,1–3,5)	4,0 (0,8–11,2)	1,2 (0,3–6,3)	1,4 (0,2–4,9)	0
ДНК аденовируса Adenovirus DNA	0	0	0	0	2,8 (0,8–7,1)	0
ДНК Mycoplasma pneumoniaе Mycoplasma pneumoniaе DNA	14,9 (10,3–20,6)	8,8 (5,3–13,6)	45,3 (33,8–57,2)	16,5 (9,3–26,1)	0	0
ДНК Neisseria meningitidis Neisseria meningitidis DNA	0,5 (0,1–2,7)	0	0	0	0	0
РНК риновируса Rhinovirus RNA	0	0	0	0	0	2,6 (0,9–6,6)

 

Из числа обследованных на SARS-CoV-2 в 2021–2022 гг. у 11 детей и 106 взрослых анализ был положительный. При этом у инфицированных вирусом было выявлено более частое выделение ряда бактериальных возбудителей ВП, причем именно тех, количество которых возросло в многолетней динамике наблюдений. Так, по результатам бактериологических исследований показатель частоты выделения K. рneumoniaе у детей с SARS-CoV-2 составил 27,3 (6,0–61,0) на 100 обследованных против 3,0 (0,8–7,6) у SARS-CoV-2-негативных (тест Фишера = 0,01, р < 0,05). Частота выделения S. aureus у взрослых в группе больных коронавирусной инфекцией оказалась равным 11,3 (5,9–18,9) на 100 обследованных, тогда как у SARS-CoV-2-негативных — 2,4 (0,3–7,3) (тест Фишера = 5,5, р < 0,05). По данным ПЦР у детей показатель частоты выделения H. influenza у пациентов с SARS-CoV-2 был 45,5 (16,8–76,6) на 100 обследованных, а у больных без SARS-CoV-2 — лишь 12,9 (7,7–19,9) (тест Фишера = 0,01, р < 0,05).

Обсуждение

По результатам многолетних бактериологических и молекулярно-генетических исследований доминирующими видами возбудителей у больных ВП оказались: S. pneumoniaе, K. pneumoniaе, M. pneumoniaе и H. influenzaе. При этом стабильно лидирующая этиологическая роль S. pneumoniaе отмечена не только среди взрослых, но и среди детей, несмотря на проведение декретированных прививок против пневмококковой инфекции с 2014 г. Даже если учесть, что применение пневмококковых конъюгированных вакцин сопровождается вытеснением вакцинных штаммов S. pneumoniae серотипами, не входящими в состав вакцин [3, 10], вопрос о причинах отсутствия снижения частоты выделения пневмококка от больных ВП, особенно у детей, требует дополнительного изучения. Что касается статистически значимого увеличения частоты выделения в 2019 гг. M. pneumoniaе у детей, то рост заболеваемости респираторным микоплазмозом в этот период отмечен не только в России [4, 6], но и на территории многих европейских государств, например, Дании, Швеции, Норвегии, Англии, Германии, Финляндии, Нидерландов, Франции [1]. В последние годы частота выделения микоплазм у детей значительно снизилась.

По данным лабораторных исследований в 2021–2022 гг. по сравнению с 2015–2017 гг. у больных ВП отмечено увеличение частоты выделения ряда условно-патогенных бактерий (K. pneumoniaе, H. influenzaе, S. aureus) за счет SARS-CoV-2-позитивных пациентов. Известно, что респираторные вирусы, включая SARS-CoV-2, вызывают нарушения функционирования иммунной системы, что снижает восприимчивость к бактериальной инфекции [8, 9]. Cледовательно, есть основание считать, что COVID-19 может способствовать присоединению ВП бактериальной этиологии.

Заключение

S.pneumoniaе, несмотря на проведение декретированных прививок против пневмококковой инфекции, остается ведущим возбудителем внебольничной пневмонии как у детей, так и взрослых. На изучаемой территории среди детей и взрослых за 2015–2022 гг. в среднем частота выделения пневмококка по данным бактериологических исследований составила 9,7 на 100 обследованных, по данным молекулярно-генетических исследований — 48,5 на 100 обследованных. В 2021–2022 гг. на фоне эпидемии новой коронавирусной инфекции у больных внебольничной пневмонией отмечено статистически значимое увеличение частоты выделения S. aureus,K. pneumoniaе, H. influenzaе.

Конфликт интересов

Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.

About the authors

Victor I. Sergevnin

Perm State Medical University named after Academician E.A. Wagner

Email: viktor-sergevnin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2729-2248

DSc (Medicine), Professor of the Department of Epidemiology and Hygiene

Россия, Perm

Marina V. Rozhkova

Perm State Medical University named after Academician E.A. Wagner

Author for correspondence.
Email: RozhkovaMary@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1113-1001

PhD Student, Department of Epidemiology and Hygiene

Россия, Perm

Kirill V. Ovchinnikov

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

Email: okv-ac@mail.ru

Chief Physician

Россия, Perm

Elena Zh. Kuzovnikova

Perm Center of Hygiene and Epidemiology in Perm Region of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing

Email: antroponoz@yandex.ru

Deputy Chief Physician

Россия, Perm

References

Supplementary files