Current status of bacterial (staphylococcal) carriage and known approaches to overcome it

19 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 СУЧАСНИЙ СТАН БАКТЕРІАЛЬНОГО (СТАФІЛОКОКОВОГО) НОСІЙСТВА Й ВІДОМІ ПІДХОДИ ЙОГО ПОДОЛАННЯ Олена Ісаєнко, Таїсія Рижкова, Світлана Калініченко, Володимир Білозерський Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України Наразі визначення сучасного стану бактеріального стафілококового носійства, аналіз відомих підходів його подолання, визначення стратегії оптимізації останніх та розробку нових напрямів боротьби з бактеріоносійством є актуальними [1 – 7]. Метою даної роботи є інформаційно-аналітичний огляд сучасної літератури стосовно бактеріального носійства, включаючи стафілококове, і методів боротьби з ним. Отримана інформація розширить знання стосовно бактеріоносійства, сприятиме розробленні нової стратегії ерадикації стафілококів серед певних категорій населення, таких як медичні і фармацевтичні працівники, вагітні, поранені та ін., що дасть можливість сприяти запобіганню розповсюдження нозокоміальних інфекцій стафілококового ґенезу в умовах сучасності та сприятиме розробці комплексних імунобіологічних препаратів нового покоління. Сучаснеий погляд на значення мікробіоти людини для її здоров’я Мікробіом людини представляє собою складну, динамічну систему, що містить трильйони мікроорганізмів, які розташовуються в різних середовищах організму. Головною рисою мікробіому вважається здібність підтримувати еубіоз організму. Це стан динамічної рівноваги між макроорганізмом, мікроорганізмами, котрі його заселяють, та довкіллям [2, 8]. Сюди відноситься участь у метаболізмі, формуванні бар’єрних функцій епітелію, імунній відповіді, синтез біологічно активних речовин, протидія колонізації збудниками, тощо [9, 10]. Зовнішні та внутрішні фактори впливають на мікробіом людини. До таких відносяться дієта, стрес, хвороби, ятрогенні фактори такі як: радіаційна терапія, застосування антибіотиків та хіміотерапевтичних засобів, оперативні втручання. Останні здатні спричиняти значні порушення мікробіоценозу в певних нішах організму людини, зокрема кишечник. Це проявляється зміною мікроорганізмів, втратою певних бактерій, зниженням кількості корисних представників та надмірним розростанням чисельності умовно-патогенних і патогенних збудників. Описаний стан називається дисбіозом. Він асоціюється з багатьма захворюваннями, серед яких синдром подразненого кишечника, алергії, метаболічний синдром, запальні стани кишківника, інше [11, 12]. Для відновлення рівноваги мікроорганізмів широко застосовують препарати мікробного походження, особливо пробіотики [2]. Це живі мікроорганізми, які чинять позитивний вплив на здоров’я макроорганізму, за умов їхнього належного введення в організм людини. Механізмами їхньої дії є імунологічні й неімунологічні шляхи відновлення мікробіому хазяїна (людини, тварини). Поміж них можна виділити стимуляцію секреції IgA, конкуренцію з патогенними збудниками за адгезію до слизових оболонок, продукування антимікробних речовин, модуляцію клітинних та гуморальних ланок імунітету тощо. Ряд клінічних досліджень присвячено даному напряму, серед яких велика кількість засвідчила корисний вплив пробіотичних препаратів на макроорганізм [1 – 3, 5]. Поряд з такими роботами існують публікації, які ставлять під сумнів ефективність пробіотиків: висвітлюється швидкість виведення пробіотичних штамів із організму та недостатній позитивний вплив на мікробіом, особливо при суттєвих порушеннях. Це неможливо уникнути навіть при тривалому прийомі пробіотичних препаратів. Враховуючи описане, все більшої уваги набуває застосовування пребіотичних речовин. Вони не перетравлюються в тонкому кишечнику людини, проте вибірково ферментуються корисною мікрофлорою товстого кишечника, чим стимулюють її ріст та активність. Використання пребіотиків створює сприятливі умови для відновлення корисної мікрофлори [13]. Ще існують синбіотики — препарати подвійної дії, які виникли на основі комбінації пробіотиків та пребіотиків. Вони забезпечують не лише введення корисних штамів, а і їхне живлення та виживання в новому середовищі [1]. Наразі активно формуються нові підходи стосовно корекції мікробіому завдяки розвитку концепції метабіотиків [8, 14 – 17]. Це препарати, які містять не живі мікроорганізми, а продукти життєдіяльності бактерій, серед яких виділяють метаболіти, ферменти, клітинні стінки, сигнальні молекули, різні біологічно активні сполуки. Їхньою перевагою перед живими бактеріями є здатність впливати на організм людини без ризику неконтрольованої колонізації або спроможності передавати антибіотикорезистентні гени [18 – 21]. Прерогативою метабіотиків також відмічають їхню цілеспрямовану дію при контакті з епітеліальними клітинами організму. Ще вони сприяють відновленню гомеостазу, нормалізації міжклітинної сигналізації, бар’єрної функції слизової [9]. Метабіотики володіють протизапальними та антибактеріальними властивостями [16, 18]. Їхньою унікальністю є селективна дія: можливість пригнічувати патогенну мікрофлору, при цьому не порушувати життєдіяльність «корисних» мікроорганізмів [22, 23]. Слід відмітити один із найперспективніших напрямів сучасності – це створення метабіотиків адресної дії, які можна адаптувати до певного типу дисбіозу. Такі препарати спроможні враховувати індивідуальні особливості мікробіоти пацієнта, стан імунної системи, наявність дефіциту певних метаболітів, наявність патогенних та умовнопатогенних мікроорганізмів. Створення запрограмованих метабіотичних комплексів відкриває 20 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 перспективність спрямувань не тільки до персоналізованої медицини, а й до мікробіомної терапії [24]. Актуальність проблеми внутрішньолікарняних інфекцій Внутрішньолікарняні (ВЛІ) або нозокоміальні інфекції являють серйозну небезпеку для системи охорони здоров’я у всьому світі [19 – 21]. Даний термін означає будь-яке клінічно значуще інфекційне захворювання мікробної етіології, яке виникає у пацієнтів внаслідок їх перебування в закладі охорони здоров’я. При цьому, інфекції називають «внутрішньо лікарняними» незалежно від того, з’являються симптоми захворювання під час госпіталізації чи після виписки людини із лікарні. До цієї ж категорії відносять випадки інфікування медичного персоналу. Інфекційні захворювання, які людина отримує в процесі надання медичної допомоги, ще називають «ятрогенні інфекції». Вони виникають внаслідок професійного контактування з джерелами інфекції в амбулаторних умовах або відділеннях стаціонару. Основною ознакою ВЛІ, яка відрізняє саме ці інфекції від спонтанних або позалікарняних інфекцій, являється виразний взаємозв’язок її розвитку з наданням медичної допомоги. За критеріями ВООЗ, захворювання класифікується як «нозокоміальна інфекція», якщо воно виникає не раніше ніж через 48 годин після госпіталізації, або протягом 30 днів після проведення хірургічного втручання, або через 90 днів після імплантації медичного пристрою. Зазначені дані вказують на те, що інфекція не була занесена ззовні, а набута безпосередньо у лікувальному закладі [25]. В сучасній клінічній практиці проблему ВЛІ відмічають як високо актуальну внаслідок декількох причин [19 – 21]. Насамперед, це значна поширеність. Згідно статистичних даних, в економічно розвинених країнах, частота виникнення нозокоміальних інфекцій являє 5 – 10 % від всіх госпіталізованих пацієнтів. В країнах із недостатньо розвиненою системою інфекційного контролю дані показники однозначно є суттєво вищими. Висока увага до внутрішньолікарняних інфекцій зумовлена їхнім тяжким перебігом. Це особливо помітно у пацієнтів із виснаженим імунітетом, післяопераційних хворих, новонароджених, осіб похилого віку, у пацієнтів відділень інтенсивної терапії. Зазначене зумовлює високий рівень летальності: в окремих випадках вона може перевищувати 30 – 50 %. Також перебіг нозокоміальних інфекцій суттєво ускладнюється у осіб зі зниженими адаптаційними можливостями організму, які посилюються при хронічних та гострих стресах, психоемоційних виснаженнях, недоїданнях, переохолодженнях, порушеннях сну, тощо. Важкий перебіг внутрішньолікарняних інфекцій притаманний ослабленим людям, що надзвичайно актуально в умовах збройного протистояння [17 – 19]. Внаслідок воєнних конфліктів, багато несприятливих чинників діють на населення. Це фізичні, психологічні, соціально-економічні фактори, які зумовлюють важкі порушення імунного гомеостазу [19]. Виникає зменшення кількості в організмі білку, вітамінів, мікроелементів [17, 18]. З'являється хронічна втома та постійне перебування в стані психоемоційної напруги, що значно послаблюють вроджений і набутий імунітет. В зазначених умовах організм втрачає здатність необхідним чином протистояти патогенним збудникам, зокрема внутрішньолікарняним мікроорганізмам, які переважно являються вірулентними та антибіотикорезистентними штамами [26]. Важливо підкреслити, що госпіталізовані внаслідок поранень, травм, інфекційних ускладнень, в зоні військових дій, пацієнти поступають до лікарень в імунодефіцитному стані. Додаткові сприятливі умови для колонізації та інфікування умовно-патогенними та госпітальними мікроорганізмами створюються наступними факторами: тривала іммобілізація, відкриті рани, порушення бар’єрної функції шкіри і слизових оболонок, наявність інвазивних пристроїв (катетерів, дренажів) [27]. В вищеописаних пацієнтів ВЛІ розвиваються агресивно, швидко прогресують, мають тяжкі ускладнення, відсутність або значне зниження ефективності стандартної терапії, високий ризик розвитку сепсису, тощо. В таких випадках необхідно залучати комплексне лікування із застосуваням мультидисциплінарного підходу, який буде включати залучення різних спеціалістів, таких як: інфекціоністи, реаніматологи, клінічні фармакологи, інші. Особливу увагу слід приділити підтримці імунної системи, корекції дефіцитів харчування за допомогою нутриціологів, психологічної реабілітації, а також запровадити заходи щодо мінімізації ризиків повторного інфікування [30]. Виходить, що при надзвичайних ситуаціях, проблема внутрішньолікарняних інфекцій набуває ще більшої значущості [28 – 30]. Внаслідок чого необхідно пристосовувати стандартну медичну допомогу до сучасних умов. Задля цього потрібно створювати резервні схеми антибіотикотерапії, розширювати профілактичні заходи щодо можливості виникнення ВЛІ, посилювати контроль за інфекційною безпекою в закладах охорони здоров’я, які спеціалізуються на постраждалих жителях та вразливих групах населення [31]. Поряд із загрозою життю та здоров’ю пацієнтів, нозокоміальні інфекції сприяють величезним фінансовим втратам, пов’язаним з довшими строками перебування осіб в стаціонарі, необхідністю використання дороговартісних лікарських засобів та більш інтенсивної терапії, зростанням навантаження на медичний персонал, та мають важливий соціально-економічний аспект, пов'язаний з тимчасовою та постійною втратою працездатності людей [32, 33]. Все вищезазначене обтяжується зростаючою резистентністю мікроорганізмів, що викликають ВЛІ, до антибактеріальних препаратів. Переважно, всі нозокоміальні збудники (Staphylococcus aureus (включаючи MRSA), Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus spp.) мають множинну резистентність до антибіотиків, чим суттєво ускладнюють лікування [34, 21 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 35]. Поширення таких мультирезистентних штамів являє собою серйозну світову загрозу, яка потребує системного вирішення на рівні не тільки державної політики, а і вимагає плідної міжнародної співпраці. Аналітичний огляд внутрішньолікарняних інфекцій в сучасному світі Особе місце серед нозокоміальних інфекцій віддають стафілококовим інфекціям [36 – 44]. Це повязано з набуттям ознак глобальності в останні роки. Так, найбільш поширеним джерелом розповсюдження Staphylococcus aureus встановлено практично здорові носії (Рисунок 1) [66]. Рисунок 1. Схема колонізації S. aureus в організмі людини (A) Показані основні місця колонізації, а також приблизна кількість S. aureus, що колонізують ці місця, як було оцінено раніше на основі кількох кількісних досліджень. Перенесення між різними місцями колонізації, як зазначено для кишковоназального перенесення в нещодавньому дослідженні, є найбільш імовірним. (B) Швидкість колонізації (позитивність культури) протягом життя, як показано кількома дослідженнями щодо швидкості назальної та фекальної колонізації. (C) Ступінь кишкової колонізації (КУО у фекаліях) протягом життя, на основі опублікованих даних. (D) Фактори S. aureus, які, як вважається, впливають на безсимптомну колонізацію носа та кишечника, а також на колонізацію шкіри, пов'язану із запаленням (під час атопічного дерматиту). Зверніть увагу, що специфічні фактори, регульовані Agr, які впливають на колонізацію, залишаються невідомими; також зауважте, що взаємодія поверхневих структур S. aureus з респіраторним або кишковим епітелієм передбачає прямий контакт, для якого необхідно постулювати відсутність слизу в місцях взаємодії. АД = атопічний дерматит. КУО = колонієутворюючі одиниці. ClfA = коефіцієнт злипання A. ClfB = коефіцієнт злипання B. MSCRAMMS = мікробні поверхневі компоненти, що розпізнають молекули адгезивної матриці [66]. Нижче буде проаналізовано деякі дослідження, які підтвердять зазначене, а також буде доведено важливість моніторингу носійства 22 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 Staphylococcus aureus серед різних груп населення, включаючи медичних працівників з метою розробки ефективних стратегій профілактики та контролю інфекцій. Розповсюдження S. aureus практично здоровими носіями повязано із традиційними методами санації бактеріоносіїв за допомогою антибактеріальних препаратів, які вважаються малоефективними. Це зумовлено тим, що носійство з часом відновлюється та потребує повторних курсів лікування [36, 37]. Так, встановлено, що назальне носійство S. aureus - (особливо MRSA) супроводжується значимим ризиком рецидивів протягом 90 днів після лікування [36]. Автори говорять про високу ймовірність відновлення носійства і необхідність повторних втручань. Іншими вченими доведено рецидивні інфекції шкіри у дітей молодшого шкільного віку з частотою повторних випадків - 14–70 %, серед яких до 90% рецидивів викликані тим самим штамом S. aureus. Це підтверджує, що інфекції знову виникають через збереження носійства й деколонізація має велике значення [37]. Застосування поновленої антибіотикотерапії при рецидивах бактеріоносійства сприяє суттевому пригніченню імунної системи організму та спричиняє формування антибіотикорезистентності у штамів збудників інфекційних хвороб [38, 39]. Описано пригнічення клітинної імунної відповіді (хемотаксису, фагоцитозу, продукції цитокінів, антиген-презентації, проліферації лімфоцитів) антибіотиками через ушкодження мітохондрій та інші механізми. Дані ефекти здатні посилювати імунну вразливість після повторного застосування лікарських засобів [38]. Також, тривале або повторне застосування антибіотиків змінює мікробіом, знижує імунні функції і стимулює розвиток генів резистентності. Окремо автори відмітили зростання резистентності збудників внаслідок повторних курсів антибіотикотерапії [39]. Зазначене свідчить про необхіднісь більш ретельного вивчення, аналізування, профілактики, лікування бактеріоносійства та ВЛІ, особливо спричинених Staphylococcus aureus. В період з 2020 по 2025 роки було проведено низку досліджень, присвячених вивченню носійства Staphylococcus aureus серед різних популяцій, зокрема серед медичних працівників та здорового дорослого населення, що свідчить про сучасну світову актуальність [40 – 44]. Ці дослідження надали важливу інформацію про поширеність, фактори ризику та генетичні характеристики ізольованих штамів стафілококу, деякі із яких представлені нижче. Групою дослідніків була проведена оцінка частоти носійства золотистого стафілокока серед здорового дорослого населення та визначення фенотипових та генотипових характеристик виділених штамів [40]. У 100 здорових осіб у віці 20 – 50 років оцінювалася частота носійства золотистого стафілокока в глотці та носі. Всі учасники не були госпіталізовані протягом останніх 3 років і не працювали в системі охорони здоров'я. Носійство S. aureus виявлено у 20 % обстежених. Серед усіх виділених із зібраного матеріалу штамів 61 % ізолятів виявили здатність утворювати біоплівку [40]. В США, серед корінних американців, було проведене дослідження, яке показало носійство S. aureus: 20,7 % серед дітей, 30,2 % серед дорослих віком 18 – 64 років та 16,7 % серед дорослих віком 65 років і старше [41]. Факторами ризику серед дорослих були нещодавні хірургічні втручання, минулі інфекції S. aureus серед членів їхньої родини та попередні відвідування спортзалів. Генетичний аналіз ізолятів довів різноманітність популяції S. aureus в обраних категоріях. Наступне дослідження було присвячене визначенню поширеності носійства S. aureus серед медичних працівників та оцінці рівня повторної колонізації після терапії мупіроцином [42]. Серед 213 обстежених медичних працівників 18,3 % були носіями S. aureus, з них 9,4 % мали метицилінрезистентні штами (MRSA). Після лікування 25,6 % були повторно колонізовані впродовж наступних 5 місяців. Слід відмітити, що всі наступні колонізації були спричинені метицилін-чутливими штамами (MSSA). Дані результати свідчать про необхідність регулярного скринінгу медичних працівників, які працюють з уразливими пацієнтами. Це необхідно задля зменшення ризику передачі MRSA штамів стафілококів. Інші вчені здійснили дослідження щодо порівняння поширеності носійства S. aureus серед медичних працівників та осіб, які не працюють в сфері охорони здоров'я [43]. Кількість носійства серед медичних працівників становила 26,2 % та серед інших осіб - 26,0 %. Доведено, що ризик носійства серед жінок-медичних працівників був на 54 % вищим порівняно з жінками, які не працюють у сфері охорони здоров'я. Це вказує на можливий підвищений ризик носійства S. aureus у жінок-медичних працівників Вивчення поширеності та сприйнятливості до S. aureus серед пацієнтів проводилося у пологовому та дитячому будинках з січня 2020 року по березень 2022 року в Саудівській Аравії [44]. Було оцінено розповсюдження та антибіотикорезистентність метицилін-резистентного S. aureus (MRSA) у дітей (< 18 років) і матерів із стафілококовою інфекцією. Серед 152 випадків S. aureus було виявлено 75 % у дітей, а 25 % — у матерів. Загальна кількість MRSA становила 45,4 %. Штами MRSA було вилучено у 56 % дітей молодше 1 року і в 57,4 % дівчат. Більшість штамів MRSA було отримано зі шкіри 53,7 % порівняно з іншими місцями інфекцій (p = 0,024). Результати досліджень матерів відрізнялися: у 39,5 % зразків штами були MRSA. Інфікування MRSA збудниками відбувалося в 93,3 % через ранові інфекції порівняно з іншими місцями інфекцій (p = 0,39). В крос-секційному дослідженні наступних вчених взяли участь 320 співробітників аргентинського шпиталю Provincial del Centenario в Росаріо [45]. Встановлено, що серед лікарів 30 % були носіями S. aureus: 6,3 % — MRSA (метицилінрезистентний S. aureus), 23,7 % — MSSA (метицилінчутливий S. aureus), тоді як серед технічного персоналу 57 % мали носійство. Наведені приклади досліджень підкреслюють важливість моніторингу носійства S. aureus серед 23 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 різних груп населення, особливо серед медичних працівників, для розробки ефективних стратегій профілактики та контролю інфекцій. Далі буде розглянуто методи боротьби зі стафілококовим носійством, враховуючи можливість призупинення початкової стадії колонізації макроорганізму завдяки пригніченню адгезії бактерій. Механізм формування біоплівки Staphylococcus aureus: початкове прикріплення та адгезію, при яких окремі клітини або агрегати прилипають до поверхонь, агрегація з поділом та проліферацією клітин, а також продукцією позаклітинного полімерного агента, структурування та дозрівання біоплівки, де мікроорганізми співіснують у полімікробних взаємодіях, дисперсія біоплівки з відокремленням клітин від агрегатної біоплівки до планктонного стану представлено на рисунку 2 [5]. Рисунок 2. Механізм формування біоплівки Staphylococcus aureus (i) початкове прикріплення та адгезія, при яких окремі клітини або агрегати прилипають до поверхонь; (ii) агрегація з поділом та проліферацією клітин, а також продукцією позаклітинного полімерного агента (EPS); (iii) структурування та дозрівання біоплівки, де мікроорганізми співіснують у полімікробних взаємодіях; та (iv) дисперсія біоплівки з відокремленням клітин від агрегатної біоплівки до планктонного стану. EPS – позаклітинні полімерні речовини; eDNA – позаклітинна ДНК; PIA – полісахаридний міжклітинний адгезин; CWA – білки, закріплені на клітинній стінці; SrtA – сортаза A. Ключові молекули потенційних мішеней антибіоплівки підкреслені [5]. Пригнічення адгезії та колонізації мікроорганізмів мікробними клітинами, їхніми похідними та продуктами життєдіяльності За літературними даними відомо пригнічення адгезії мікроорганізмів мікробними клітинами, їхніми похідними, продуктами життєдіяльності тощо [46 – 56]. Встановлено зменшення адгезії та інвазії L. monocytogenes до клітинної лінії карциноми товстої кишки людини Caco-2 пробіотичним штамом L. rhamnosus GG [47]. Доведено вплив різних штамів Lactobacillus на прикріплення патогенних збудників до клітин Caco-2. Найвищими антиадгезивними властивостями володіла культура L. salivarius MSMC105-3 (3,54±0,77%) порівняно з L. plantarum MSMC171-1 (1,12±0,2%), L. casei MSMC39-3 (1,02±0,12%) та L. paracasei MSMC39-1 (0,96±0,23%). А також біологічно активні речовини L. salivarius MSMC105-3 гальмували адгезію Salmonella typhi DMST5784 і Shigella dysenteriae DMST15111 до клітин Caco-2 [48]. Встановлена антиадгезивна активність супернатанту B. cereus ІМВ Ас-5017 (0,25 мг/мл) відосно P. aeruginosa П-55 на склі на 72 %. Зменшення концентрації культуральної рідини сприяло меншому антиадгезивному ефекту (на 45-50 %). Показано зниження кількості адгезуючих клітин Listeria monocytogenes ATCC 19112, S. aureus ATCC 25923, Micrococcus luteus ATCC 4698, L. monocytogenes ATCC 19112 25, S. aureus ATCC 25923, M. luteus ATCC 4698, L. monocytogenes ATCC 191124, S. aureus ATCC 25923, M. luteus ATCC 4698 на 70-80% біологічно активними речовинами P. aeruginosa LBI (0,4 мг/мл) [49]. В експериментах in vitro доведено протимікробну активність нізину, утвореного Streptococcus lactis, окремо та в поєднанні з даптоміцином, лінезолідом, тейхопланіном, азитроміцином, ципрофлоксацином відносно Staphylococcus aureus MRSA ATCC 43300. Інгібування прикріплення бактерій відбувалося при 1/10 MIC, а утворення біоплівок - при 1 ×MIC [50]. Наявні дані відмінного антиадгезивного ефекту різних штамів мікроорганізмів одного виду [37–40]. Припускають, що рівень адгезіі поверхневих компонентів бактерій до епітеліальних клітин пов’язаний зі специфічною або неспецифічною адгезію між ними [48]. Відомо припинення адгезії L. salivarius UCC118 протеолітичними ферментами [51]. Вплив на адгезію мікроорганізмів також показують 24 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 білки S-шару, ліпотейхоєві кислоти, екзополісахариди, маннозо-специфічні адгезини тощо [48, 51]. Припускають, що антиадгезивна дія відбувається завдяки підвищенню проникності клітинної мембрани та зміні поверхневого заряду клітини [53, 54]. Показане блокування адгезії, інвазії і транслокації моношару Escherichia coli K1-Caco-2 за допомогою супернатанту культури Lactobacillus rhamnosus GG в тестах in vitro [55]. А в дослідах in vivo (на новонароджених щурах) встановлене значне зниження сприйнятливості тварин до пероральної інфекції E. coli K1, що відображалося зменшенням бактеріальної кишкової колонізації, транслокації, розповсюдження інфекції завдяки попередній обробці речовинами лактобактерій. Також завдяки похідним L. rhamnosus GG новонароджені щури мали нижчу бар'єрну проникність, ніж тварини без лікування. Відомо про ефективність попереднього застосування метаболітного комплексу L. rhamnosus GG, одержаного культивуванням лактобактерій у власних дезінтегратах, щодо інфікованих мультирезистентним штамом Pseudomonas аеruginosa ран (in vivo) [56]. Деколонізація S. aureus є перспективним напрямом сучасної медицини. Проведена оцінка ефективності впливу пробіотику Bacillus subtilis щодо деколонізації S. aureus в експериментальних моделях з метою можливого зниження частоти інфікування даним збудником людей. 115 учасників були колонізовані S aureus або в кишечнику (n = 84), або в носі (n = 50), або в обох місцях (n = 19), і були випадково розподілені в групи лікування (n = 55) і плацебо (n = 60) [2]. Пероральний пробіотик B subtilis призвів до значного зменшення кількості S aureus у фекаліях (96,8%; p < 0,0001) та носі (65,4%; p = 0,0002). Не було жодних відмінностей у побічних ефектах або значних змінах мікробіому між групою, що отримувала лікування пробіотиком, та плацебо групою. Отже, пробіотик B subtilis деколонізував 95 % пацієнтів, що його приймали, від S aureus, не змінивши «корисну» мікробіоту. Така пробіотична стратегія має низку ключових переваг порівняно з використанням системних антибіотиків для деколонізації, які використовуються в даний час у людей з хронічним проявом інфекції та носійством S aureus [2]. Ефективність попереднього профілактичного застосування метаболітів лактобактерій доведена на морських свинках. Спостерігалося швидше (в 3,9 – 4,8 разів) загоєння шкірних ран, інфікованих мультирезистентним штамом Lelliottia amnigena, порівняно з контрольними ранами, обробленими 0,9 % розчином натрію хлориду. Додаткове профілактичнолікувальне (перед інфікуванням) нанесення метаболітів Lactobacillus rhamnosus GG на рану спричиняло швидший репаративний ефект порівняно з лікувальними випробуваннями, при яких засосовувати ципрофлоксацин або метаболіти L. rhamnosus GG. Це вказує на можливість перспективного застосування похідних пробіотичних мікроорганізмів для конструювання альтернативних протимікробних засобів нового покоління [56]. В наступному повідомленні показана ефективність різних неантибіотичних антимікробних засобів стосовно деколонізації S. aureus у носі [57]. До них належать літичні бактеріофаги, бактеріолітичні ферменти, олія чайного дерева, яблучний оцет та антимікробні пептиди, а також можливість використання фотодинамічної терапії. Підкреслена важливість подальших великомасштабних клінічних досліджень для вибору найбільш прийнятного альтернативного деколонізуючого засобу для носа замість антибіотикуа мупіроцину, який наразі широко використовується в клінічній практиці перед хірургічними втручанням задля запобіганнюя внутрішньолікарняним інфекціям. Необхідність останнього зумовлена обмеженим застосуванням мупіроцину внаслідок розвитку резистентних штамів S. aureus. Автори дійшли висновку щодо необхідності розробки альтернативних та неантибіотичних методів деколонізації носа [57]. Доведено спроможність мікробіальних похідних — лантибіотиків, біосурфактантів від Lactobacillus helveticus, ферментативних інгібіторів (ферментів) пригнічувати адгезію і утворення біоплівок Staphylococcus aureus [58]. Також блокування адгезії S. aureus до епітелію носа доведено при проведенні автоматизованого скринінгу нових малих молекул на моделях носійства у мишей [59]. В наступній роботі пригнічення колонізації S. aureus на шкірі, в носі та кишечнику відбувалося за допомогою біологічно активних речовин, таких як бактеріоцини, QS-пептиди та антимікробні пептиди [1]. Надано інформацію про лінійну молекулу-міметик, яка конкурентно взаємодіє з AgrC. Невеликі лінійні пептидоміметики (лінійні пептидоподібні молекули) можуть специфічно та ефективно блокувати Agr у S. aureus, перешкоджаючи зв’язуванню AIP (циклічних аутоіндукуючих пептидів) з рецептором AgrC, навіть у низьких мікромолярних концентраціях. Це позиціонується, як альтернативна стратегія лікування стафілококового носійства [46]. Початкову адгезію та розвиток біоплівок S. aureus інгібують природні сполуки (рослинні екстракти), наноматеріали, ферменти [60]. Пригнічення біоплівкоутворення мікроорганізмів Sung Joon Kim зі співавторами довели, що утворення біоплівок Staphylococcus aureus зумовлене поверхневими структурами клітинної стінки, а саме зв’язуванням поверхневих білків з пептидогліканом, що встановлено за допомогою твердофазного REDOR (Rotational Echo DOuble Resonance)-ЯМР (ядерномагнітного резонансу). Зазначене сприяє розумінню клітинної адгезії під час біоплівкоутворення [61]. Дана робота свідчить про важливість боротьби з біоплівкоутворенням мікроорганізмів, включаючи S. aureus. Оцінено відмінності біоповерхнево-активних речовин, що продукуються двома штамами Lactobacillus helveticus, проти утворення біоплівки S. aureus in vitro та in vivo за допомогою скануючої електронної мікроскопії, кількісної ПЛР у реальному часі (RT-qPCR) та клітинного аналізу [62]. Показано, що біосурфактанти мають антиадгезивний та інгібуючий вплив на формування біоплівки in vivo та in vitro. Автори показали, що регуляція 25 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 біоплівкоутворення відбувається завдяки генам, що формують біоплівку та сигналам аутоіндуктора-2. Результати досліджень стосовно адгезії та інвазії S. aureus у клітини-хазяїна показали, що біосурфактанти L. helveticus запобігають вторгненню S. aureus у клітини, що може бути новою стратегією для усунення біоплівок. Показано, що ефірна олія Cuminum cyminum пригнічувала утворення біоплівки у S. aureus з множинною лікарською стійкістю при мінімальних концентраціях (МІК) (0,625–1,25 мкл/мл) та знижувала експресію генів hld та ica у 3,13 та 2,33 рази відповідно. Це дозволило авторам більш глибоко зрозуміти механізми формування та регуляції біоплівки S. aureus та надало можливість окреслити потенційні мішені для натуральних продуктів рослинного походження [60, 63]. Показано антиоксидантний та антипроліферативний потенціал біосурфактантів, виділених з Lactobacillus casei та антибіоплівковий ефект щодо штамів S. aureus. При дослідженні біосурфактантів, виділених з Pediococcus acidilactici і Lactobacillus plantarum проти S. aureus CMCC26003 виявлено їх антимікробний, антиадгезивний і антибіоплівковий потенціал [64]. Продемонстровано, що новий бактеріоцин KLS1 з Lactobacillus casei KLS1, який був екстрагований етилацетатом та очищений за допомогою системи очищення білкової хроматографії AKTA Pure 25, проявляв широкий спектр антимікробної активності проти грампозитивних та грамнегативних бактерій, навіть грибів [65]. Показано, що бактеріоцин KLS1 значно знижує відносний відсоток біоплівки S. aureus (P < 0,05), метаболічну активність S. aureus (P < 0,05), порушує структуру біоплівки S. aureus та цілісність клітинної мембрани, що призводить до деформації клітин та витоку вмісту (Рисунок 3). Рисунок 3. Зображення бактеріоцину KLS1 на клітинах S. aureus ATCC 13565, отримані за допомогою конфокального лазерного скануючого мікроскопа (A) і скануючого електронного мікроскопа (B): (a) контроль; (b) клітини S. aureus ATCC 13565, оброблені 1/8 МІК бактеріоцину KLS1; (c) клітини S. aureus ATCC 13565, оброблені 1/4 МІК бактеріоцину KLS1 [65] Авторами окреслено епідеміологію та механізми колонізації S aureus, а також описано сучасні та нові підходи до деколонізації S. aureus. Розглянуто застосування біологічно активних речовин — бактеріоцинів, QS пептидів та антимікробних пептидів — для пригнічення колонізації S. aureus на шкірі, слизових та в кишечнику [66]. Дослідниками виконано оцінку антимікробної активності безклітинних супернатантів Lactobacillus casei і Lactobacillus rhamnosus проти біоплівок S. aureus, та показано значне зниження біомаси і життєздатності клітин (70-80 %), а також зміну експресії генів icaA/icaD [67]. При дослідженні впливу екстрактами L. rhamnosus GG на зрілі біоплівки S. aureus показано, що при 6-кратній концентрації діючої речовини знищується 76 % біоплівок S. aureus та майже 99,9 % клітин [68] Групою дослідників встановлено, що суспензії живих клітин Lactobacillus plantarum і L. rhamnosus значно знижували життєздатність попередньо сформованих біоплівок на силіконі (63–77 %) після 24 год співінкубації [69]. Опубліковано дослідження, в якому показано, що Lactobacillus pentosus L125 in vitro захищав клітини HT-29 від адгезії S. aureus, зменшував прикріплення клітин на >1,5 log CFU/mL та обмежував інвазію через конкурентну ексклюзію і експресію [70]. Автори роботи довели, що застосування в моделях загоювання MRSA-інфікованих ран суспензій та супернатантів Lactobacillus plantarum сприяє 26 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 значному зменшенню біоплівкоутворення й інфекційної здатності збудників [71]. Показано, що новий бактеріоцин LSX01 (~666 Da) з Lactobacillus paracasei з ферментованого йогурту, значно знижує метаболізм, руйнує мембрани і пригнічує біоплівки S. aureus [72]. А лактобіонова кислота (lactobionic acid) пригнічує формування біоплівок S. aureus і зменшує вірулентність, що, на думку авторів, пов’язано з деградацією сигнальних структур [73]. Описано бактеріоциноподібні ферменти (глікозидази, протеази, Dispersin B), які ефективно розщеплюють EPS біоплівок S. aureus [74]. Доведено дозозалежне зниження адгезії S. aureus з інгібуванням ica/agr генів флавоноїдом флоретин [75]. Низкою авторів показано in vitro за допомогою кислот (tri-terpenoid tormentic acid (TA) і 23-hydroxycorosolic acid (HCA)) пригнічення біоплівок S. aureus на 47–56 % завдяки впливу на EPS, рухливість, транскрипцію вірулентних генів [76]. Відомо руйнування попередньо сформованих біоплівок із зниженням життєздатності клітин на 99 % ферментними екстрактами молочнокислих бактерій [77]. Виявилено, що ресвератрол (RES) може інгібувати формування біоплівки, зменшуючи вивільнення полісахаридів міжклітинної адгезії (PIA) та позаклітинної ДНК (eDNA) зі Staphylococcus aureus [78]. Авторами також встановлено, що в результаті обробки RES, значно зменшувалось утворення активних форм кисню (ROS) та нікотинамідаденіндинуклеотидфосфату (NADPH) у S. aureus, що, на думку авторів, вказує на тісний з'язок ROS та NADPH з формуванням біоплівки. Отримані результати відносно можливості ресвератролу знижувати PIA, еДНК, ROS і пригнічувати формування біоплівок S. aureus, підсилюючи антимікробну активність, дали авторам нові ідеї щодо застосування RES у лікуванні інфекцій, викликаних S. aureus. В роботі показано, що необроблений бактеріоцин, продукуований молочнокислими бактеріями, та екстрагований етилацетатом, значно знижував біоплівкоутворення (до 70 %) і життєздатність клітин MRSA [79]. Цікавість даного дослідження полягала у простоті технології отримання неочищеного бактеріоцину, екстрагованого з молочнокислих бактерій, висушеного та взятого для дослідження. Неочищений бактеріоцин з молочнокислих бактерій мав пригнічуючий вплив на біоплівки, що утворюються MRSA. Отриманий неочищений бактеріоцин автори пропонують використовувати для зниження патогенності стафілококів - продуцентів біоплівки. В дослідженні продемонстровано, що безклітинний супернатант (LAB-CFS) молочнокислих бактерій у концентрації 10⁶ CFU/mL змінював активність планктонних S. aureus та у стані біоплівки (LAB-bf-CFS) [80]. Обробка LAB-CFS значно уповільнила ріст S. aureus, пригнічувала фізіологічні характеристики біоплівки S. aureus, включаючи зниження гідрофобності поверхні клітин, рухливості, а також задіяла зниженню експресії генів clfA/clfB та icaA/D. Повідомлено про виділення і очищення термостабільного «Bacteriocin B5» з Bacillus subtilis з молекулярною масою 1513 Да [81]. Мінімальна інгібуюча концентрація (МІК) бактеріоцину B5 проти S. aureus становила 31,25 мкг/мл. Також він мав слабку антибактеріальну активність проти Vibrio parahaemolyticus. Новий бактеріоцин потенційно може застосуватися, як альтернатива антибіотикам, відносно S. aureus. При дослідженні 174 клінічних ізолятів Staphylococcus haemolyticus стосовно продукції бактеріоцинів було знайдено ізолят, який продукував двопептидний лантибіотик масою ~3 kDa. Отриманий бактеріоцин було названо ромсацином. Він волоів проимікробною активністю відносно широкого спектру грампозитивних бактерій, зокрема MRSA та VRE (ванкоміцин-резистентного Enterococcus faecium). Важливо, що ромсацин також знищував біоплівки S. haemolyticus, S. epidermidis, MRSA та VRE [82]. В роботі автори використовували попередньо підготовлені біоплівки антибіотикорезистентного штаму S. aureus для проведення серійного пасажування з метою визначення еволюції фагів, що контролювалося за допомогою ізотермічної мікрокалориметрії (IMC) у реальному часі [83]. Дані IMC показали краще пригнічення росту бактерій еволюціонованими фагами порівняно з предковими фагами CUB-M та/або ISP проти відповідного бактеріального штаму. Кількість клітин біоплівки, визначена за допомогою RT-qPCR, підтвердила покращену антибіоплівкову ефективність еволюціонованих фагів без повторного росту біоплівки до 48 годин у оброблених штамах MRSA15 та MRSA-COL. Узагальнюючи огляд літератури зазначимо, що на цей час, для боротьби з ВЛІ, активно розвивають напрям застосування препаратів мікробного походження, зокрема пробіотиків, синбіотиків, метабіотиків тощо [1, 2]. Також увагу вчених привертає розробка нового класу профілактичних та імунобіологічних препаратів за допомогою патогенасоційованих молекулярних структур (ПАМС), включаючи нативні поверхневі мікробні антигени [5, 6]. Перспективним є і створення метабіотиків адресної дії та персоналізовані підходи щодо подолання ВЛІ. Тобто актуальним напрямом сьогодення є розробка нових підходів для підвищення ефективності профілактики і боротьби зі стафілококовим носійством завдяки зниженню персистенції збудника на слизових оболонках внаслідок блокування адгезивних процесів власними поверхневими антигенами у поєднанні зі стимуляцією місцевої ланки імунітету метабіотиками. Даний напрям є новітнім і потребує всебічного вивчення. Висновки 1) 27 P.- Annals of Mechnikov Institute. 2025. N 4 www.imiamn.org.ua /journal.htm DOI: 10.5281/zenodo.17922879 2) Мікробіота людини має важливе значення для її здоров’я. Для відновлення рівноваги мікробіоти при дисбіозах застосовують пробіотики, пребіотики, синбіотики, метабіотики, симбіотики. 3) Нозокоміальні інфекції являють велику небезпеку для пацієнтів з імунодефіцитними станами у всьому світі. Особлива важкість перебігу внутрішньолікарняних інфекцій виникає при стресових ситуаціях та потребує зміни підходів відносно їх профілактики і лікування. 4) Особливе місце серед нозокоміальних інфекцій віддають стафілококовим інфекціям: найбільш поширеним джерелом розповсюдження Staphylococcus aureus є практично здорові носії. 5) Показана важливість моніторингу носійства Staphylococcus aureus серед різних груп населення, особливо серед медичних працівників, з метою подальшої розробки ефективних стратегій профілактики інфекцій та інфекційного контролю. 6) Розглянуто методи боротьби зі стафілококовим носійством, спрямованих на призупинення початкової стадії колонізації макроорганізму завдяки пригніченню адгезії бактерій та інгібуванню біоплівкоутворення збудників. 7) Показана необхідність розробки нових підходів для підвищення ефективності профілактики і боротьби зі стафілококовим носійством. Можливість зниження персистенції збудника на слизових оболонках внаслідок блокування адгезивних процесів поверхневими антигенами у поєднанні зі стимуляцією місцевої ланки імунітету метабіотиками потребує подальших досліджень. Перспективи подальших досліджень Оскільки бактеріоносійство потребує перегляду напрямів лікувальних і профілактичних заходів й застосуванню комплексного підходу, нами планується провести низку досліджень щодо зниження персистенції S. aureus на слизових оболонках носіїв завдяки пригніченню адгезивних процесів поверхневими антигенами стафілококу поряд зі стимуляцією імунінтету організму метабіотиками. На нашу думку, таке поєднання дасть можливість розробити нову стратегію лікувальних і профілактичних заходів стосовно боротьби з ВЛІ. Current status of bacterial (staphylococcal) carriage and known approaches to overcome it Olena Isaienko, Taisiia Ryzhkova, Svitlana Kalinichenko, Volodymyr Bilozerskyi Abstract. Currently, determining the current state of bacterial (staphylococcal) carriage, analyzing known approaches to overcoming it, determining a strategy for optimizing the latter, and developing new directions for combating bacterial carriage are relevant. The purpose of this work is an informational and analytical review of modern literature on bacterial carriage, including staphylococcal, and methods for combating it. The importance of the human microbiota for its health, the effectiveness of the use of probiotics, prebiotics, synbiotics, metabiotics in dysbiosis to restore the balance of microorganisms are considered. The significant danger of nosocomial infections for the health care system around the world is shown, as well as the particular severity of the course of hospital-acquired infections, which is inherent in weakened people in conditions of armed conflict. It is noted that in emergency situations there is a need to adapt the country's standard medical care for hospital-acquired infections to modern conditions. The work demonstrates a special place among nosocomial infections for staphylococcal infections, in which the most common source of Staphylococcus aureus spread is practically healthy carriers. The importance of monitoring Staphylococcus aureus carriage among different population groups, especially among medical workers, is shown in order to further develop effective infection prevention and control strategies. Methods for combating staphylococcal carriage are considered, taking into account the possibility of suspending the initial stage of colonization of the macroorganism by suppressing bacterial adhesion and inhibiting the formation of biofilms of pathogens. The information obtained will expand knowledge about bacterial carriage, contribute to the development of a new strategy for the eradication of staphylococci among certain categories of the population, such as medical and pharmaceutical workers, pregnant women, the wounded, etc., which will make it possible to prevent the spread of nosocomial infections of staphylococcal genesis in modern conditions and will contribute to the creation of complex immunobiological preparations of a new generation. The work shows the need to develop new approaches to increase the effectiveness of prevention and control of staphylococcal carriage. The possibility of reducing the persistence of the pathogen on mucous membranes due to blocking adhesive processes by its own surface antigens in combination with stimulation of the local immune system by metabiotics may become an alternative to modern methods of combating nosocomial infections and requires further study. Key words: nosocomial infections, staphylococcus, adhesion, biofilms, metabiotics. Reference 1. Pollée P, Barbosa da Fonseca AC, Akerele IA, Marques AR, Veldhuizen AG, Castelein RM, et al. Deparaffinization of formalin-fixed tissues for single-cell RNA sequencing. STAR Protoc. 2024;5(3):102844. doi:10.1016/j.xpro.2024.102844 2. Herrera Martínez AJ, Saavedra P, Bermúdez Tamayo C, et al. Effect of a Smartphone App on Feeding Practices, Health Care Utilization, and Growth: A Randomized Clinical Trial. JAMA Pediatr. 2019;173(5):145–152. doi:10.1001/jamapediatrics.2019.0355 3. Knuppel A, Fuchs S, Kaiser T, et al. Educating Nursing Assistants to Improve the Management of Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia in Nursing Homes: A Cluster-Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2021;4(8):e2118286. doi:10.1001/jamanetworkopen.2021.18286 4. Etherington C, Aveyard P, Gao M, Gentry S, Taylor GMJ, McRobbie H, et al. Role of offering intervention