Биоцидная резистентность клостридий: механизмы устойчивости и современные методы ее преодоления (обзор)

Клостридиозы, вызываемые облигатными анаэробами Cl. perfringens и Cl. difficile, представляют серьезную ветеринарно-медицинскую проблему благодаря уникальной устойчивости их спор к внешним воздействиям и способности формировать биопленки. Основная трудность в борьбе с этими патогенами заключается в их исключительной резистентности к большинству дезинфицирующих средств, что требует разработки специализированных протоколов обработки. В данной статье рассматриваются современные стратегии борьбы с клостридиями, включая комбинацию химических, физических и биологических методов. использование ферментных препаратов, наночастиц металлов и бактериофагов. Приводятся данные последних исследований, посвященных оптимизации дезинфекционных протоколов в животноводческих комплексах и медицинских учреждениях. Также проведенный литературный анализ демонстрирует, что эффективную спороцидную активность проявляет ограниченный круг химических агентов. Наибольшую эффективность in vitro и в производственных условиях показали окислители: надуксусная кислота (PAA, 0,5-2%) и гипохлорит натрия (1-5%). Критически важным фактором стало применение обязательной предварительной механической очистки поверхностей, так как органические загрязнения (белки, жиры) снижают эффективность дезинфицирующих средств на 30-50%. Средства на основе четвертичных аммониевых соединений (ЧАС) и перекись водорода продемонстрировали недостаточную эффективность против спор без комбинации с термическими методами (автоклавирование, пар). Устойчивость клостридий детерминирована генетически и включает гены антиоксидантной защиты (sod, ahpC), споруляции (spo0A, sigK) и биопленкообразования (luxS, eps). В статье описан комплексный подход в борьбе с клостридиями - применение эффективных спороцидных препаратов (PAA, гипохлориты), неукоснительное соблюдение двухэтапного протокола (механическая очистка с последующей химической дезинфекцией), внедрение регулярного микробиологического мониторинга для верификации качества дезинфекции.

1. Безбородова, Н.А. Методы профилактики клостридиальной инфекции крупного рогатого скота на территории Российской Федерации / Н. А. Безбородова, О. Г. Томских, В. В. Кожуховская [и др.] // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2023. – Т. 53, № 8. – С. 92-100. – DOI 10.26898/0370-8799-2023-8-11

2. ГОСТ Р 56994-2016 Дезинфектология. Дезинфекционные мероприятия в организациях, осуществляющих медицинскую деятельность. Общие требования. введ. 2017-07-01. — Москва: Стандартинформ. - 2016. — IV, 12 с.

3. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: федеральный закон от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ (ред. от 24 апреля 2023 года) // Собрание законодательства Российской Федерации. — 1999. — № 14. — Ст. 1650. — [Документ доступен в СПС «КонсультантПлюс»]

4. Правила по дезинфекции, дезинвазии, дезинсекции и дератизации в животноводческих хозяйствах: ВП 13.4.1318-96: утв. Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода России 18 июня 1996 года. — Москва, 1996. — 42 с.

5. ГОСТ ISO 18593-2018. Микробиология пищевой цепи. Методы отбора проб с поверхностей с помощью контактных пластин и тампонов. — Введ. 2019-07-01. — Москва: Стандартинформ, 2019. — 16 с.

6. Баранцевич, Е.Р. Clostridium difficileассоциированная диарея: современные аспекты диагностики и лечения / Баранцевич Е. Р., Тихонов П. И. // Инфекционные болезни. – 2020. – Т. 18, № 2. – С. 45-52. – DOI: 10.20953/1729-9225-2020-2-45-52

7. Клинические рекомендации по диагностике и лечению Clostridium difficileассоциированной диареи / под ред. А.А. Яковлева. - М.: Российское общество инфекционистов. – 2021. - 48 с.

8. Бондаренко, В.М. Микробиота кишечника и Clostridium difficile ассоциированные заболевания / Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. // - М.: Медицинское информационное агентство, 2019. - 256 с. - ISBN 978-5-8948-2145-3

9. McDonald, L.C. Clinical Practice Guidelines for Clostridium difficile Infection in Adults and Children: 2017 Update by the Infectious Diseases Society of America (IDSA) and Society for Healthcare Epidemiology of America (SHEA) / McDonald L.C. et al. // Clinical Infectious Diseases. - 2018. - Vol. 66, No. 7. - P. e1-e48. - DOI: 10.1093/cid/cix1085

10. Leffler, D.A. Clostridium difficile infection / Leffler D.A., Lamont J.T. // New England Journal of Medicine. - 2015. - Vol. 372, No. 16. - P. 1539-1548. - DOI: 10.1056/NEJMra1403772

11. Orenstein, R. Strategies to prevent Clostridium difficile infections in acute care hospitals: 2022 Update / Orenstein R. et al. // Infection Control & Hospital Epidemiology. - 2023. - Vol. 44, No. 4. - P. 527-549. - DOI: 10.1017/ice.2022.292

12. Применение дезинфицирующих средств и обеззараживание спорообразующих бактерий: эффективные методы [Электронный ресурс] // ABSOMED. - 2022. - URL: https://absomed.ru/info-center/stati/primenenie-dezinfitsiruyushchikhsredstv-i-obezzarazhivaniesporoobrazuyushchikh-bakteriy-effektivny/ (дата обращения: 15.06.2024)

13. Rutala, W.A. Disinfection and sterilization in health care facilities: An overview and current issues / Rutala W.A., Weber D.J. // Infection Disease Clinics of North America. - 2021. - Vol. 35, No. 3. - P. 575-607. - DOI: 10.1016/j.idc.2021.04.003

14. Безбородова, Н. А. Патогенные виды клостридий и их устойчивость к антибиотикам, факторы вирулентности и геномные особенности / Н. А. Безбородова, О. В. Соколова, В. В. Кожуховская [и др.] // Инновации и продовольственная безопасность. – 2023. – № 3(41). – С. 39-51. – DOI 10.31677/2311-0651-2023-41-3-39-51

15. Башаров, А. А. Оценка эффективности вакцин и дезинфектантов против клостридиоза коров на молочных комплексах республики Башкортостан / Башаров А. А., Юзлекбаев Ф. Ф., Юмагузин И. Ф. // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2023. – №. 11 (200). – С. 244-250. – DOI: 10.36718/1819-4036-2023-11-244-250

16. Ильина, Т.С. Бактериальные биопленки: роль в хронических инфекционных процессах и поиск средств борьбы с ними. / Ильина Т. С., Романова Ю. М. // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2021. – 39(2):14 24. https://doi.org/10.17116/molgen20213902114

17. Maillard, J.-Y. Innate resistance to sporicides and potential failure to decontaminate. Journal of Hospital Infection. – 2011. – 77 (3), 204–209. DOI:10.1016/j.jhin.2010.06.028

18. Leggett, M.J. Bacterial spore structures and their protective role in biocide resistance / M.J. Leggett, P.A. Lambert, M.D. Dancer // Journal of Applied Microbiology. – 2012. – Vol. 113, № 3. – P. 485–498. – DOI: 10.1111/j.1365-2672.2012.05336.x

19. Башаров, А. А. Современные подходы к профилактике клостридиозов / А. А. Башаров // Журнал микробиологии. – 2023. – № 5. – С. 45–52

20. Насынов, Б. Б. Оценка эффективности дезинфицирующих средств при клостридиозах овец и коз [Электронный ресурс] / Насынов Б.Б., Шатрубова Е.В., Архипова Н.Д. // Материалы конференции "Проблемы жизнедеятельности животных". – Горно-Алтайск: Горно-Алтайский государственный университет, 2012

21. Kenters, N. Effectiveness of various cleaning and disinfectant products on Clostridium difficile spores of PCR ribotypes 010, 014 and 027. 12. / Kenters N., Huijskens E., de Wit S. et al. // Antimicrob Resist Infect Control. – 2017. – 6, 54 https://doi.org/10.1186/s13756-017-0210-3

22. Chojecka, A. Susceptibility of Clostridium sporogenes Spores to Selected Reference Substances and Disinfectants // Polish Journal of Microbiology. – 2022. –71(3). – 353–358. DOI: 10.33073/pjm-2022-031

23. March, J.K. Differential Effects of Heat Shock on Spore Viability and Resistance of Bacillus anthracis, Bacillus subtilis, and Clostridium sporogenes to Peracetic Acid and Glutaraldehyde Disinfectants / March J.K., Pratt M.D., Low C.-W., Cohen M.N., Satterfield B.A., Schaalje B., O'Neil K.L., Robison R.A. // Microbiology Open. – 2025. – DOI: 10.1002/mbo3.277

24. McSharry, S. Efficacy of disinfectants used in meat processing plants against spores of Clostridium sporogenes and Clostridioides difficile / McSharry S., Koolman L., Whyte P., Bolton D. // Journal of Applied Microbiology – 2023. – 134(5). – 1-12

25. Gemein, S. Efficacy of five 'sporicidal' surface disinfectants against Clostridioides difficile spores in suspension and four-field tests / Gemein S., Andric R., Christiansen B., et al. // Journal of Hospital Infection. – 2022. – Vol. 121. – P. 1-10. DOI: 10.1016/j.jhin.2022.01.010

26. Augustin, V. Inactivation of Clostridioides difficile spores by chemical biocides: Mechanisms, assessment methods, and environmental aspects / Augustin V., Hrushel A., Grechuh W., Kalka J., Tarka P., Kirat W. // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2022. – DOI: 10.3390/ijerph19020750

27. Ahmed, H. A. Genetic relatedness, antibiotic resistance, and effect of silver nanoparticle on biofilm formation by Clostridium perfringens isolated from chickens, pigeons, camels, and human consumers / Ahmed H. A., El Bayomi R. M., Hamed R. I., Mohsen R. A., El-Gohary F. A., Hefny A. A., Elkhawaga E., Tolba H. M. N. // Veterinary Sciences. – 2022. – 9(3), 109. https://doi.org/10.3390/vetsci9030109

28. Хрянин А. А. Антибиотики и химиотерапия. – 2020. – Т. 65, № 5-6. С. 70-77

29. Briolat, V. Identification of the Clostridium perfringens genes involved in the adaptive response to oxidative stress / Briolat V., Reysset G // Journal of Bacteriology. – 2002. – May 184(9):2333-43. – DOI:10.1128/JB.184.9.2333-2343.2002

30. Paredes-Sabja, D. Roles of DacB and Spm proteins in Clostridium perfringens spore resistance to moist heat, chemicals, and UV radiation / Paredes-Sabja D., Sarker N., Setlow B., Setlow P., Sarker M.R. // Applied and Environmental Microbiology. – 2008. DOI:10.1128/AEM.00169-08

31. Charlebois, A. Comparative transcriptomic analysis of Clostridium perfringens biofilms and planktonic cells / Charlebois A., Jacques M., Archambault M // Avian Pathology. – 2016

32. Jaglic, Z. Genetic basis of resistance to quaternary ammonium compounds in Clostridium difficile / Jaglic Z., Michu E., Holasova M., Vlkova H., Babak V., Kolar M., Bardon J., Schlegelova J. // Journal of Medical Microbiology. – 2012. DOI: 10.1099/jmm.0.036491-0

33. McDonnell, G. Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance / McDonnell G., Russell A.D. // Clinical Microbiology Reviews. - 1999. - Vol.12, №1. - P.147-179. DOI: 10.1128/CMR.12.1.147

34. Rutala, W.A. Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities: An Overview and Current Issues / Rutala W.A., Weber D.J. // Infection Control & Hospital Epidemiology. – 2014. – 35(5). – 564-577. – DOI: 10.1086/675822

35. Sattar, S.A. Combined Application of Chemical Disinfectants and Physical Agents for the Inactivation of Clostridioides difficile Spores / Sattar S.A., et al. // Journal of Hospital Infection. – 2019. – 101(1). – 92-100. – DOI: [10.1016/j.jhin.201

36. Maillard, J.-Y. Bacterial resistance to biocides, antiseptics and antibiotics: differences, similarities and implications for clinical practice // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. – 2011. – Vol. 66, № 5. – P. 965–973. – DOI: 10.1093/jac/dkr049

37. Башаров, А.А. Современные методы контроля клостридиозов в животноводческих комплексах / Башаров А.А., Юзлекбаев Ф.Ф. // Ветеринария. - 2021. - №5. - С.3-9. DOI: 10.17238/issn2072-2419.2021.5.3

38. Kramer, A. How long do nosocomial pathogens persist on inanimate surfaces? A systematic review / Kramer A., Schwebke I., Kampf G. // BMC Infectious Diseases. - 2006. - Vol.6. - P.130. DOI: 10.1186/1471-2334-6-130

39. Rutala, W.A. Uses of Inorganic Hypochlorite (Bleach) in Health-Care Facilities / Rutala W.A., Weber D.J. // Clinical Microbiology Reviews. - 1997. - Vol.10, №4. - P.597-610. DOI: 10.1128/CMR.10.4.597

40. Ху, В.С. Биопленкообразование и спорообразование Clostridium perfringens и ее устойчивость к дезинфицирующему и окислительному стрессу [Biofilm formation and sporulation of Clostridium perfringens and its resistance to disinfectant and oxidative stress] / Ху В.С., Ву Д.У., Кан Я.Дж., Ку О.К. // Antibiotics. - 2021. - Vol. 10, № 4. - С. 396. - DOI: 10.3390/antibiotics10040396

41. Онищенко, Г.Г. Санитарно-эпидемиологические требования к дезинфекционным мероприятиям. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. – 2020. - 156 с. ISBN 978-5-7508-1632-4

42. Bezborodova, N.A. Improvement of Laboratory Diagnosis for Detection and Identification of Bovine Clostridiosis / N. A. Bezborodova, E. N. Shilova, V. V. Kozhukhovskaya [et al.] // WSEAS Transactions on Biology and Biomedicine. – 2023. – Vol. 20. – P. 305-312. – DOI 10.37394/23208.2023.20.31

43. Fraise, A. Currently available sporicides for use in healthcare, and their limitations. Journal of Hospital Infection. – 2011. – 77 (3), 210–212. DOI:10.1016/j.jhin.2010.06.029