Etiologic Structure of Fungi Isolated in Children with Oncohematological Diseases in Removed Central Venous Catheters and Assessment of the Role of Fungal Pathogens in the Development of Catheter-Associated Infections of Bloodstream

Abstract

Введение. Грибковые инфекции кровотока представляют собой одну из форм данного вида заболеваний человека с диапазоном клинических проявлений – от бессимптомной фунгемии до глубоких системных микозов с летальным исходом. Наиболее часто они встречаются у пациентов с ослабленным иммунитетом на фоне онкогематологической патологии, у реципиентов трансплантатов внутренних органов и тканей, у лиц с различными формами иммунодефицитных состояний. Одним из путей инфицирования организма человека может быть использование в процессе осуществления лечебно-диагностической деятельности центральных венозных катетеров (ЦВК). Цель. Выявление этиологической структуры грибов, выделенных у детей с онкогематологической патологией из удаленных центральных венозных катетеров, и оценка их роли в возникновении сопутствующих катетер-ассоциированных инфекций кровотока (КАИК). Материалы и методы. В исследование были включены все штаммы грибов (микромицеты), выявленные при микробиологическом анализе удаленных ЦВК в период с 2002 по 2021 г. от пациентов с сопутствующими инфекционными осложнениями на фоне основной онкогематологической патологии, находящихся на лечении в Республиканском научно-практическом центре детской онкологии, гематологии и иммунологии. Выделенные при исследовании ЦВК грибковые микроорганизмы были идентифицированы методами фенотипирования микромицетов и оценки их биохимических свойств (при выявлении дрожжевых патогенов), с подтверждением родовой и видовой принадлежности (в сложных для диагностики случаях) методом масс-спектрометрического анализа с матрично-активированной лазерной десорбцией/ ионизацией c задержкой во времени (MALDI-TOF MS). Результаты. Число удаленных и микробиологически исследованных ЦВК составило 2053 единицы за анализируемый период времени. Выделено 43 штамма микромицетов (у 3 пациентов выявлено по несколько случаев выделения грибковой микрофлоры из последовательно установленных и удаленных катетеров), среди которых дрожжеподобные грибы (дрожжи) составляли 93,02% (40 культур микроорганизмов). Общий спектр дрожжеподобных микромицетов представлен грибами рода Candida, а также единичными штаммами Saccharomyces cerevisiae (вероятная контаминация) и Malassezia furfur. Среди дрожжей наиболее часто обнаруживались Сandida guilliermondii (14 штаммов) и Candida parapsilosis (13 штаммов). Плесневая микрофлора представлена двумя культурами грибов рода Fusarium (включая один штамм Fusarium solani) и единичным штаммом Epidermophyton spp. Все микромицеты были выявлены в период с 2002 до 2015 г. включительно. В этот же период времени проведено большинство исследований удаленных ЦВК (1857 посевов из 2053). Частота ежегодной детекции микромицетов колебалась в диапазоне от 0 до 10 штаммов, а этиологический спектр выявленных грибковых патогенов коррелировал с результатами, полученными при предварительном исследовании венозной крови. Проанализированы посевы венозной крови у пациентов после удаления ЦВК, выполненные во временном диапазоне от 1 до 30 дней. На фоне существенного улучшения клинической картины, в 12 из 37 (32,43%) изученных случаев гемокультуры микромицетов не обнаруживались в венозной крови, забранной в интервалах времени от 1 до 2 суток включительно после экстракции катетера, тем самым можно предположить наличие причинной связи установки и использования ЦВК с возникновением и поддержанием грибковой инфекции без соответствующего микробиологического подтверждения. Лишь один из этих случаев подтвержден лабораторно в качестве КАИК при одновременном исследовании венозной крови и ЦВК. Выводы. Основным видом грибковых патогенов, выделенных из удаленных ЦВК у детей с онкогематологической патологией, были дрожжевые микромицеты (93,02%). Среди дрожжей превалировали грибы non-albicans в виде Candida guilliermondii (32,55%) и Candida parapsilosis (30,23%). Возникновение около трети (32,43%) инфекций кровотока у детей с онкогематологическими заболеваниями предположительно могло иметь катетер-ассоциированный характер. Introduction. Bloodstream fungal infections represent one of the forms of this type of human diseases with wide range of clinical manifestations varying from asymptomatic fungemia to profound systemic mycosis leading to lethal outcome. Abovementioned pathology often occurs in immunocompromised patients against the backdrop of the main oncohematological diseases, in recipients of internal organs and tissues transplants, and in subjects with various forms of immunodeficiency conditions. Installation and use of central venous catheters during treatment and diagnostic activities are one of the routes of infection in humans. Purpose. To reveal the etiologic structure of fungi isolated in children with oncohematological diseases in removed central venous catheters (CVCs) and assessment of the role of fungal pathogens in the development of catheter-associated infections of bloodstream (CRBSIs). Materials and methods. The studies included all strains of fungi (micromycetes) identified during the microbiological analysis of removed central venous catheters in the period from 2002 to 2021 in patients with concomitant infectious complication against the background of the main oncohematological pathology treated at the Republican Scientific and Practical Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology. The isolated fungal microorganisms were identified by phenotyping methods and by evaluation of their biochemical properties (in case of yeast pathogens). Confirmation of the genus and species affiliation of individual strain in diagnostically difficult cases was carried out using matrix-activated laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Results. A total of 2053 removed central venous catheters were examined. As result, 43 strains of micromycetes were isolated, of which 40 cultures (93.02%) were represented by yeast, and the etiological spectrum of identified pathogens included various types of fungi of the genus Candida, as well as single strains of Saccharomyces cerevisiae and Malassezia furfur. Among the yeast, Candida guilliermondii (14 strains, 32.55%) and Candida parapsilosis (13 strains, 30.23%) were found most frequently. The mold was represented by two cultures of Fusarium genus (including one strain of Fusarium solani) and single strain Epidermophyton spp. The majority of microbiological studies of removed catheters were carried out and all abovementioned micromycetes were detected in the period from 2002 to 2015. The frequency of annual detection of micromycetes ranged from 0 to 10 strains, and the etiological spectrum of identified fungal pathogens correlated with results of preliminary studies of venous blood. We also analyzed subsequent venous blood investigations in patients after removal of CVCs performed in the time range from 1 to 30 days. Against the background of a significant improvement of clinical picture, in 12 of 37 (32.43%) cases studied hemocultures of micromycetes were not detected in the venous blood sampled within 1 to 2 days after catheter extraction. Only one of these cases was laboratory confirmed as CRSBI. The data obtained allow as to suggest a causal relationship between the installation and use of CVC and the emergence and maintenance of fungal CRSBI without appropriate microbiological confirmation. Conclusions. Yeast micromycetes (93.02%) were the main fungal pathogens isolated from removed CVC in children with oncohematological pathology. The prevailing types of yeast micromycetes were Candida quilliermondii (32.55%) и Candida parapsilosis (30.23%). The occurrence of about one-third (32.43%) of bloodstream infections in children with hematological malignancies presumably could be catheter-associated.