Characteristics of the frequency and sensitivity to antimicrobial drugs of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa isolates of the lower respiratory tract of pediatric patients with cystic fibrosis in the Moscow region

Chronic lung infection is the leading cause of death in patients with cystic fibrosis. The article highlights the data of a microbiological examination of children and adolescents with cystic fibrosis living in the Moscow region and the results of determining the antibiotic susceptibility of the main isolated pathogens. The purpose of the study was to study the spectrum of the microflora of the respiratory tract of children and adolescents with cystic fibrosis with the determination of the antibiotic sensitivity of the isolated strains of S. aureus and P. aeruginosa. Material and methods. A study was made of the discharge of the upper and lower respiratory tract in 127 (66.6%) pediatric patients with cystic fibrosis under the age of 18 years using the bacteriological method of research. Results and discussion. In children and adolescents with cystic fibrosis, S. аureus was isolated from the biological material of the upper and lower respiratory tract in 70.1% of cases, in 46.5% in monoculture and in 24% in association with other microorganisms. P. aeruginosa isolated in 23.6%, in monoculture 8.0%. In most cases, P. aeruginosa was associated with S. аureus. MRSA has been identified in 6.4% of children and adolescents with cystic fibrosis. The studied strains of S. aureus were 33% sensitive to benzylpenicillin, 25% to chloramphenicol and were resistant (75%) to ciprofloxacin. 56% of S. aureus strains remained sensitive to erythromycin. P. aeruginosa strains were resistant to ticarcillin/clavulanate), fluoroquinolones, third-generation cephalosporins, imipenem, and aztreonam. Conclusion. P. aeruginosa retains sensitivity to meropenem and aminoglycosides, and S. aureus to tigecycline, teicoplanin, vancomycin, linezolid, fosfomycin, and fusidic acid. Monitoring the antibiotic susceptibility of microorganisms isolated from patients with cystic fibrosis allows you to optimize the tactics of antimicrobial therapy, taking into account the revision of the criteria of the European Committee for the determination of sensitivity to antimicrobial drugs (EUCAST).

cystic fibrosis, bacteriological monitoring, microflora, respiratory tract, P. aeruginosa, MRSA, antibiotic resistance

1. National consensus (2nd edition) “Cystic fibrosis: definition, diagnostic criteria, therapy” 2018 / Edited by E. I. Kondratieva, N. Yu. Kashirskaya, N. I. Kapranova. Moscow. LLC “Company BORGES” Publ., 2018, 356 p. (in Russ.)@@ Национальный консенсус (2-е издание) «Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия»2018/ Под редакцией Е. И. Кондратьевой, Н. Ю. Каширской, Н. И. Капранова - М.: ООО «Компания БОРГЕС»., 2018, 356 с.

2. Kashirskaya N. Yu., Kapranov N. I., Kondratieva E. I. Cystic fibrosis monograph: 2nd revised and enlarged edition. Moscow. Medpraktika Publ., 2021, 680 P. (in Russ.) ISBN: 978-5-98803-450-6.@@ Каширская Н. Ю., Капранов Н. И., Кондратьева Е. И. Монография муковисцидоз: издание 2-е переработанное и дополненное: Москва: Медпрактика, 2021, -C. 680, ISBN: 978-5-98803-450-6.

3. Lund-Palau H., Turnbull A. R., Bush A. et al. Pseudomonas aeruginosa infection in cystic fibrosis: pathophysiological mechanisms and therapeutic approaches. Expert Rev Respir Med. 2016 Jun;10(6):685-97. doi: 10.1080/17476348.2016.1177460.

4. Polikarpova S.V., Zhilina S. V., Kondratenko O. V., Lyamin A. V., Borzova Yu.V., Zhestkov A. V. Guidelines for the microbiological diagnosis of respiratory tract infections in patients with cystic fibrosis, Moscow. 2019, 127 p. (in Russ.) ISBN 978-5-94789-905-4.@@ Поликарпова С. В., Жилина С. В., Кондратенко О. В., Лямин А. В., Борзова Ю. В., Жестков А. В. Руководство по микробиологической диагностике инфекций дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом, Москва, 2019, 127 с. ISBN 978-5-94789-905-4.

5. Methods of bacteriological research of conditionally pathogenic microorganisms in clinical microbiology. Guidelines. (in Russ.) (Avalable at: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293727/4293727337.htm Accessed: 17.07.2022)@@ Методы бактериологического исследования условно патогенных микроорганизмов в клинической микробиологии. Методические рекомендации https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293727/4293727337.htm дата обращения 17.07.2022

6. Clinical recommendations of the IACMAC “Determination of the sensitivity of microorganisms to antimicrobial drugs (2021)” New version 2021-01. (in Russ.) (Avalable at: https://www.antibiotic.ru/minzdrav/category/clinical-recommendations Accessed: 17.07.2022)@@ Клинические рекомендации МАКМАХ «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам (2021)» Новая версия 2021-01 https://www.antibiotic.ru/minzdrav/category/clinical-recommendations/дата обращения 17.07.2022

7. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 12.0, 2022. (Abalable at: https://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/v_12.0_Breakpoint_Tables.pdf Accessed: 17.07.2022)

8. Avetisyan L.R., Shaginyan I. A., Chernukha M. Yu., Siyanova E. A. Molecular mechanisms of formation of antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa in chronic lung infection in patients with cystic fibrosis Abstracts of the XX International IACMAC Congress on Antimicrobial Therapy and Clinical Microbiology 2018. Moscow: Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2018; 20(1): 8-9.@@ Аветисян Л. Р., Шагинян И. А., Чернуха М.Ю, Сиянова Е. А. Молекулярные механизмы формирования антибиотикорезистентности у Pseudomonas aeruginosa при хронической инфекции легких у больных муковисцидозом Тезисы XX международного конгресса МАКМАХ по антимикробной терапии и клинической микробиологии 2018. Москва: Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2018; 20(1): 8-9.

9. Polikarpova S. V., Kondratieva E. I., Shabalova L. A. et al. The microflora of the respiratory tract in patients with cystic fibrosis and sensitivity to antibiotics in a 15-year follow-up (2000-2015). Medical Council. 2016; (15): 84-89. (in Russ.) doi: 10.21518/2079-701X-2016-15-84-89.@@ Поликарпова С. В., Кондратьева Е. И., Шабалова Л. А., Пивкина Н. В., Жилина С. В., Воронкова А. Ю., Шерман В. Д., Никонова В. С., Капранов Н. И., Каширская Н. Ю., Семыкин С. Ю., Амелина Е. Л., Красовский С. А. Микрофлора дыхательных путей у больных муковисцидозом и чувствительность к антибиотикам в 15-летнем наблюдении (2000-2015гг). Медицинский Совет. 2016; (15): 84-89. doi: 10.21518/2079-701X-2016-15-84-89.

10. Register of patients with cystic fibrosis in the Russian Federation. 2020 / Edited by E. I. Kondratieva, S. A. Krasovsky, M. A. Starinova, A. Yu. Voronkova, E. L. Amelina, N. Yu. Kashirskaya, S. N. Avdeeva, S. I. Kutsev. Moscow. ID “MEDPRAKTIKA-M” Publ., 2022, 68 p. (in Russ.)@@ Регистр пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации. 2020 год. /Под редакцией Е. И. Кондратьевой, С. А. Красовского, М. А. Стариновой, А. Ю. Воронковой, Е. Л. Амелиной, Н. Ю. Каширской, С. Н. Авдеева, С. И. Куцева. - М.: ИД «МЕДПРАКТИКА-М», 2022, 68 с.

11. Siyanova E. A., Chernukha M. Yu., Avetisyan L. R. et al. Monitoring of chronic lung infection in patients with cystic fibrosis caused by Pseudomonas аeruginosa. Pediatria. 2018; 97(2):77-86. (in Russ.) doi: 10.24110/0031-403X-2018-97-2-77-86.@@ Сиянова Е. А., Чернуха М. Ю., Аветисян Л. Р., Шагинян И. А., Прилипов А. Г., Усачев Е. В., Кондратьева Е. И., Припутневич Т. В., Гордеев А. Б., Каширская Н. Ю., Капранов Н. И., Ильенкова Н. А., Красовский С. А., Шерман В. Д., Воронкова А. Ю., Амелина Е. Л., Усачева М. В. Мониторинг хронической инфекции легких у больных муковисцидозом, вызванной бактериями Pseudomonas аeruginosa. Педиатрия им. Г. Н. Сперанского. 2018; 97 (2): 77-86. doi: 10.24110/0031-403X-2018-97-2-77-86.

12. Avetisyan L. R., Chernukha M. Yu., Shaginyan I. A. et al. Antibiotic sensitivity of Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia complex bacteria persisting in the lungs of patients with cystic fibrosis (CF). Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. 2015 Nov-Dec;(6):3-10. (in Russ.)@@ Аветисян Л. Р., Чернуха М. Ю., Шагинян И. А., Капранов Н. И., Сиянова Е. А., Медведева О. С., Кондратьева Е. И., Алексеева Г. В., Красовский С. А., Усачева М. В., Амелина Е. Л. Антибиотикочувствительность Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa и бактерий Burkholderia cepacia complex, персистирующих в легких больных муковисцидозом (МВ). Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2015. - № 6. - C. 3-10.

13. Shaginyan I. A., Avetisyan L. R., Chernukha M. Yu. et al. Molecular basis of phenotypic heterogeneity of P. aeruginosa bacteria causing chronic lung infection in patients with cystic fibrosis Moscow: Proceedings of the IX All-Russian scientific and practical conference with international participation. Molecular Diagnostics. 2017, pp. 250-251. (in Russ.)@@ Шагинян И. А., Аветисян Л. Р., Чернуха М. Ю., Сиянова Е. А., Припутневич Т. В., Трофимов Д. Ю., Кондратьева Е. И., Красовский С. А., Гинцбург А. Л. Молекулярные основы фенотипической гетерогенности бактерий P. Aeruginosa, вызывающих хроническую инфекцию легких у больных муковисцидозом Москва: Сборник трудов IХ Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Молекулярная диагностика. 2017. С. 250-251.

14. Polikarpova S.V., Mitrokhin S. D., Mironov A. Yu. Microbiological monitoring in antibiotic therapy of children with cystic fibrosis. Kursk scientific and practical bulletin “Man and his health”, 2005, No. 4, pp. 57-64. (in Russ.)@@ Поликарпова С. В., Митрохин С. Д., Миронов А. Ю. Микробиологический мониторинг в антибактериальной терапии детей с муковисцидозом. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье», 2005, № 4, - С. 57-64.

15. Cystic fibrosis (cystic fibrosis). Clinical guidelines 2021. (in Russ.) (Avalable at: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/372_2 Accessed 07/17/2022.)@@ Кистозный фиброз (муковисцидоз). Клинические рекомендации 2021 г. https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/372_2 Дата обращения 17.07.2022

16. Hengzhuang W., Green K., Pressler T., Skov M., Katzenstein T. L., Wu X., Høiby N. Optimization of colistin dosing regimen for cystic fibrosis patients with chronic Pseudomonas aeruginosa biofilm lung infections. Pediatr Pulmonol. 2019 May;54(5):575-580. doi: 10.1002/ppul.24269.

17. Shabalova L.A., Polikarpova S. V., Pivkina N. V., Kondratieva E. I., Voronkova A. Yu., Sherman V. D., Nikonova V. S. Experience of sodium colistimethate (Colistin) use for Pseudomonas aeruginosa infection in children with cystic fibrosis. Pediatria. 2016; 95 (6): 85-88. (in Russ.)@@ Шабалова Л. А., Поликарпова С. В., Пивкина Н. В., Кондратьева Е. И., Воронкова А. Ю., Шерман В. Д., Никонова В. С. Опыт применения колистиметата натрия (Колистина) при синегнойной инфекции у детей с муковисцидозом. Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. 2016. № 6. С. 85-88.

18. Castellani C., Duff A. J.A., Bell S. C. et al. ECFS best practice guidelines: the 2018 revision. J Cyst Fibros. 2018 Mar;17(2):153-178. doi: 10.1016/j.jcf.2018.02.006.

19. Recomendaciones del grupo MENSURA para la selección de antimicrobianos en el estudio de la sensibilidad y criterios para la interpretación del antibiograma [Recommendations from MENSURA for selection of antimicrobial agents for susceptibility testing and criteria for the interpretation of antibiograms]. Rev Esp Quimioter. 2000 Mar;13(1):73-86. Spanish. PMID: 10856132.

20. Morosini M.I., Garcia-Castillo M., Loza E. et al. Breakpoints for predicting Pseudomonas aeruginosa susceptibility to tobramycin in cystic fibrosis patients: use of high-range Etest strips. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(9): 4480-5. doi: 10.1128/JCM.43.9.4480-4485.2005.