Поиск
Подать статью
Cовременные направления в биомедицине

2025 Том 1 №2

Назад к списку Скачать статью Download the article
Полуян О. С. Костюк С. А. Ревтович М. Ю.
Poluyan O. S Kostiuk S. A Revtovich M. Yu.

Молекулярно-биологическая характеристика бактериальных агентов — этиологических факторов кератитов и язв роговицы

Molecular biological characteristics of bacterial agents — etiological factors of keratitis and corneal ulcers
DOI
10.5922/ATB-2025-1-2-4
Страницы / Pages
58-76
кератиты язва собственной роговицы язва роговичного трансплантата микроорганизмы ПЦР keratitis own cornea ulcer corneal transplant ulcer microorganisms PCR

Аннотация

Инфекционный кератит и язвы роговицы — это воспалительные заболевания ткани роговицы, вызываемые различными видами бактерий, характеризующиеся как острым, так и хроническим течением, а также проявляющиеся в виде прогрессирующего изъязвления и быстро прогрессирующей гнойной инфекции любой части ткани роговицы. Бактериальные язвы роговицы составляют одну из наиболее тяжелых патологий глаз ввиду риска перфорации роговицы и инфицирования с развитием эндофтальмита. Целью исследования было проведение молекулярно-генетических исследований по определению спектра бактериальных возбудителей в различном биологическом материале пациентов с кератитами и язвами роговицы. Выявление патогенных микроорганизмов проводилось методом ПЦР в режиме реального времени с качественным и количественным форматом детекции. Этиологически значимыми микроорганизмами при язвах роговицы являются Streptococcus species и рода Staphylococcus species, которые были выявлены в офтальмологическом биологическом материале пациентов с язвами собственной роговицы в 80,00 ± 8,20 % и 70,00 ± 7,56 % случаев соответственно и в 78,57 ± 8,36 % и 64,29 ± 7,65 % случаев с язвами роговичного трансплантата; при кератитах ДНК Streptococcus species выявлена в 57,89 ± 7,18 %, Staphylococcus species — 42,11 ± 6,22 %. Определены достоверно (p < 0,05) более высокие значения концентрации ДНК выявленных микроорганизмов (106 ГЭ/ мл) в соскобах эпителиальных клеток из верхних дыхательных путей и по сравнению с биологическим материалом из глаза (104—105 ГЭ/мл). Верхние дыхательные пути следует рассматривать в качестве возможного источника инфицирования глаза, что подтверждается количественными данными определения концентраций ДНК.

Abstract

Infectious keratitis and corneal ulcers are inflammatory diseases of the corneal tissue caused by various types of bacteria, characterized by both acute and chronic course, and also manifested in the form of progressive ulceration and rapidly progressing purulent infection of any part of the corneal tissue. Bacterial corneal ulcers are one of the most severe eye pathologies due to the risk of corneal perforation and infection with the development of endophthalmitis. The aim of the study was to conduct molecular genetic studies to determine bacterial pathogens spectrum in various biological material of patients with keratitis and corneal ulcers. Pathogenic microorganisms were detected by real-time PCR with qualitative and quantitative formats. Etiologically significant microorganisms in corneal ulcers are Streptococcus species and Staphylococcus species, which were identified in the ophthalmological biological material of patients with own cornea ulcers in 80.00 ± 8.20% and 70.00 ± 7.56% of cases, respectively, and in 78.57 ± 8.36% and 64.29 ± 7.65% of cases with corneal transplant ulcers; in keratitis, Streptococcus species DNA was identified in 57.89 ± 7.18%, Staphylococcus species — 42.11 ± 6.22%. Significantly (p < 0.05) higher values of DNA concentration (106 GE/ml) were found in upper respiratory tract epithelial cells scrapings in comparison with eye biological material (104—105 GE/ml). The upper respiratory tract should be considered as a possible source of eye infection, which is confirmed by quantitative data on determining DNA concentrations.

Список литературы

  1. Ting D. S. J., Ho C. S., Deshmukh R., Said D. G., Dua H. S. Infectious keratitis: an update on epidemiology, causative microorganisms, risk factors, and antimicrobial resistance. Eye. 2021, 35(4), 1084—1101, DOI: 10.1038/s41433-020-01339-3.
  2. Bharat G., Kirandeep K. Bacterial Keratitis. StatPearls. StatPearls Publishing: Treasure Island (FL). 2024.
  3. Нероев В. В., Катаргина Л. А., Яни Е. В., Вахова Е. С., Позднякова В. В., Ковалева Л. А., Селиверстова К. Е., Якушина Л. Н. Бактериальные язвы роговицы [Электронный ресурс]. Федеральные клинические рекомендации, 2017. https://oofd72.ru/upload/documents/5-Bakterialnye-­yazvy-rogovitsy-­KR_101_Bakterialnye_yazvy_rogovi...
  4. Шаимова В. А. Клинико-этиологические особенности различных типов течения гнойной язвы роговицы. Вест. Офтальмологии. 2002, 1, 39—41.
  5. Ting D. S.J., Ho C. S., Deshmukh R., Said D. G., Dua H. S. Infectious keratitis: an update on epidemiology, causative microorganisms, risk factors, and antimicrobial resistance. Eye (Lond). 2021, 35, 2908, DOI: 10.1038/s41433-021-01568-0.
  6. Ong S. H., Corbett M. C. Corneal infections in the 21st century. Postgrad. Med. J. 2015, 91(1080), 565—571, DOI: 10.1136/postgradmedj-2015-133323.
  7. Hafezi F., Randleman J. B. PACK-CXL: defining CXL for infectious keratitis. J. Refract. Surg. 2014, 30, 438-439, DOI: 10.3928/1081597X-20140609-01.
  8. Al Mahmoud T., Elhanan M., Elshamsy M. H., Alshamsi H. N., Abu-Zidan F. M. Man­agement of infective corneal ulcers in a high-income developing country. Medicine (Balti­more). 2019, 98(51), e18243, DOI: 10.1097/MD.0000000000018243.
  9. Ung L., Bispo P. J. M., Shanbhag S. S., et al. The persistent dilemma of microbial keratitis: Global burden, diagnosis, and antimicrobial resistance. Surv. Ophthalmol. 2019, 64(3), 255—271, DOI: 10.1016/j.survophthal.2018.12.003.
  10. Stapleton F. Contact lens-related corneal infection in Australia. Clin. Exp. Optom. 2020, 103(4), 408—417, DOI: 10.1111/cxo.13082.
  11. Carnt N., Hoffman J. M., Verma S., Hau S., Radford C. F., Minassian D. C., et al. Acanthamoeba keratitis: confirmation of the UK outbreak and a prospective case-control study identifying contributing risk factors. Br. J. Ophthalmol. 2018, 102(12), 1621—1628, DOI: 10.1136/bjophthalmol-2018-312544.
  12. Ting D. S.J., Cairns J., Gopal B. P., Ho C. S., Krstic L., Elsahn A., et al. Risk factors, clinical outcomes, and prognostic factors of bacterial keratitis: the Nottingham infectious keratitis study. Front. Med. (Lausanne). 2021, 8, 715118, DOI: 10.3389/fmed.2021.715118.
  13. Niu L., Liu X., Ma Z., Yin Y., Sun L., Yang L., et al. Fungal keratitis: pathogenesis, diagnosis and prevention. Microb. Pathog. 2020, 138, 103802, DOI: 10.1016/j.micpath.2019.103802.
  14. Наследов А. Д. SPSS 15: профессиональный статистический анализ данных. Питер: СПб. 2008, 416 c., ISBN 978-5-388-00193-1.
  15. Ситник Г. В. Современные подходы к лечению язв роговицы. Медицинский журнал. 2007, 4, 100—104.
  16. Altan-Yaycioglu R., Poyraz S. Bilateral disciform keratitis of presumed adenoviral etio­logy. Indian J. Ophthalmol. 2018, 66(1), 132—134, DOI: 10.4103/ijo.IJO_688_17.
  17. Subedi D., Vijay A. K., Willcox M. Overview of mechanisms of antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa: an ocular perspective. Clin. Exp. Optom. 2018, 101(2), 162—171, DOI: 10.1111/cxo.12621.
  18. Cabrera-Aguas M., Khoo P., George C. R.R., Lahra M. M., Watson S. L. Antimicrobial resistance trends in bacterial keratitis over 5 years in Sydney, Australia. Clin. Exp. Ophthalmol. 2020, 48(2), 183—191, DOI: 10.1111/ceo.13672.
  19. Xu S., Guo D., Liu X., Jin X., Shi Y., Wang Y., et al. Ocular pathogens and antibiotic resistance in microbial keratitis over three years in Harbin, Northeast China. Acta Ophthalmol. 2021, 99(8), 909—915, DOI: 10.1111/aos.14789.
  20. Mehraj J., Witte W., Akmatov M. K., Layer F., Werner G., Krause G. Epidemiology of Staphylococcus aureus Nasal Carriage Patterns in the Community. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2016, 398, 55—87, DOI: 10.1007/82_2016_497.
  21. Somerville T. F., Shankar J., Aldwinckle S., Sueke H., Neal T., Horsburgh M. J., et al. Recurrent microbial keratitis and endogenous site Staphylococcus aureus colonisation. Sci. Rep. 2020, 10(1), 18559, DOI: 10.1038/s41598-020-75821-z.
  22. Varley C. D., Deodhar A. A., Ehst B. D., Bakke A., Blauvelt A., Vega R., et al. Persistence of Staphylococcus aureus colonization among individuals with immune-mediated inflammatory diseases treated with TNF-α inhibitor therapy. Rheumatology (Oxford). 2014, 53(2), 332—337, DOI: 10.1093/rheumatology/ket351.
  23. Chang V. S., Dhaliwal D. K., Raju L., Kowalski R. P. Antibiotic Resistance in the Treatment of Staphylococcus aureus Keratitis: a 20-Year Review. Cornea. 2015, 34(6), 698—703, DOI: 10.1097/ICO.0000000000000431.
  24. Khor W. B., Lakshminarayanan R., Periayah M. H., Prajna V. N., Garg P., Sharma N., et al. The antibiotic resistance profiles of Pseudomonas aeruginosa in the Asia Cornea Society Infectious Keratitis Study. Int. Ophthalmol. 2024, 44(1), 361, DOI: 10.1007/s10792-024-03270-y.
  25. Asbell P. A., Sanfilippo C. M., Sahm D. F., DeCory H. H. Trends in Antibiotic Resistance Among Ocular Microorganisms in the United States From 2009 to 2018. JAMA Ophthalmol. 2020, 138(5), 439—450, DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2020.0155.
  26. Nithya V., Rathinam S., Karthikeyan R. S.G., Lalitha P. A ten-year study of prevalence, antimicrobial susceptibility pattern, and genotypic characterization of Methicillin resistant Staphylococcus aureus causing ocular infections in a tertiary eye care hospital in South India. Infect. Genet. Evol. 2019, 69, 203—210, DOI: 10.1016/j.meegid.2019.01.031.