Медицинский колледж Университета штата Пенсильвания сообщает о двух случаях деструктивного менингита у младенцев, связанных с инфекцией, вызванной Paenibacillus, документируя тяжелые неврологические повреждения и вызывая опасения по поводу диагностики и лечения. В Уганде впервые была установлена ​​связь этих организмов с деструктивными неонатальными инфекциями, включая случаи с аномальным накоплением спинномозговой жидкости, судорогами и обширным повреждением головного мозга. С тех пор аналогичные случаи были зарегистрированы в нескольких штатах США, и стандартные схемы антибиотикотерапии при бактериемии и менингите у младенцев могут оказаться неэффективными при наличии Paenibacillus.

Организмы этого рода обычно идентифицируются как часть почвенного микробиома. Исторически считавшиеся редким патогеном человека, эти микроорганизмы, однако растущее число случаев заболевания у новорожденных начало менять это представление.

В исследовании «Paenibacillus dendritiformis как причина деструктивного менингита у младенцев», опубликованном в журнале NEJM Evidence , исследователи описали двух младенцев с тяжелыми неврологическими проявлениями, связанными с инфекцией, вызванной Paenibacillus, а также лабораторные исследования, которые позволили повторно идентифицировать этот организм на видовом уровне.

Тяжелые неврологические проявления

Один из случаев касался 2-месячной девочки, родившейся на 26-й неделе беременности. Дыхательная недостаточность и судороги послужили поводом для проведения анализа крови на бактериальную культуру, в которой были обнаружены грамотрицательные палочки. В культурах крови и спинномозговой жидкости был обнаружен микроорганизм, который, как предполагалось, являлся Paenibacillus thiaminolyticus, других патогенов выявлено не было. МРТ головного мозга показала прогрессирующую гидроцефалию, энцефаломаляцию и образование абсцесса, потребовавшее установки вентрикулоперитонеального шунта.

Меропенем вводили непрерывной инфузией в течение 8 недель. Ванкомицин и рифампицин были добавлены в середине лечения в связи с сохраняющимися отклонениями в составе спинномозговой жидкости.

Прием тиамина начинался через четыре дня после появления симптомов, чтобы компенсировать ферментативное разрушение тиамина бактериями, истощение которого может привести к повреждению тканей головного мозга. В возрасте 8 месяцев неврологические функции оставались значительно нарушенными: зрительный контакт и способность улыбаться сохранялись, но ребенок не мог есть, сидеть без поддержки или самостоятельно переворачиваться.

Второй случай, ранее зарегистрированный в Миннесоте, произошел в возрасте 37 дней после преждевременных родов на 33-й неделе беременности. Плохое питание и отсутствие реакции на внешние раздражители привели к госпитализации. В посевах крови и спинномозговой жидкости снова был обнаружен P. thiaminolyticus, а визуализация показала ликвидный менингоэнцефалит, при котором ткань головного мозга начинает растворяться, превращаясь в вязкую жидкость.

Лечение включало внутривенное введение ампициллина и установку вентрикулоперитонеального шунта. Клиническое ухудшение прогрессировало, появились трудности с кормлением и судороги, кульминацией чего стала смерть в возрасте 11 месяцев.

Сложность диагностики

Первоначальные лабораторные исследования обоих младенцев ошибочно выявили Paenibacillus thiaminolyticus, однако последующее полногеномное секвенирование выделенных штаммов подтвердило, что в обоих случаях это Paenibacillus dendritiformis.

Виды рода Paenibacillus представляют дополнительные диагностические трудности на микроскопическом уровне. Грамвариабельные характеристики окрашивания могут задерживать распознавание, особенно когда первоначальная классификация предполагает наличие грамотрицательных организмов.

Геномный анализ выявил множество признаков, связанных с патогенностью и устойчивостью к антимикробным препаратам. Идентифицированные гены кодируют оперон пилей типа IV, несколько β-лактамаз, детерминанты устойчивости к ванкомицину и тиаминазу 1. Предыдущие исследования показали, что пили типа IV являются фактором вирулентности при неонатальном пенициллезе.

Терапевтическая неопределенность

Оптимальная антимикробная терапия остается неопределенной. Полногеномное секвенирование выявило в изолятах множество генов β-лактамазы — ферментов, способных расщеплять β-лактамные препараты до того, как они смогут нарушить синтез клеточной стенки бактерий.

Геномное обнаружение детерминантов устойчивости к ванкомицину вносит дополнительную сложность. Хотя гены устойчивости к ванкомицину были обнаружены и в изолятах из Уганды, протестированные штаммы из США фенотипически оказались чувствительными к ванкомицину, что первоначально наводило врача на мысль о возможной эффективности лечения. Однако устойчивость к препарату выявлялась лишь при полногеномном анализе или в случае отсутствия ответа на лечение.

В случаях с более благоприятным исходом применялось сочетание меропенема с добавками тиамина. Ферменты, разрушающие тиамин, вырабатываемые как P. thiaminolyticus, так и P. dendritiformis, представляют собой биологически правдоподобный механизм, связывающий инфекцию с повреждением. Истощение запасов тиамина в тканях головного мозга может способствовать разрушению тканей наряду с прямым воздействием микроорганизмов.

Неясный способ передачи

Оба описанных младенца родились недоношенными и нуждались в интенсивной терапии в неонатальном периоде. В качестве возможных объяснений предлагались факторы окружающей среды, включая почву и воду, но они кажутся маловероятными во многих случаях в США. Предыдущие наблюдения в Уганде отмечали связь с количеством осадков и близостью к крупным водоемам, хотя применимость этих данных к условиям США остается неопределенной.

Инфекция, вызываемая бактериями рода Paenibacillus, представляет собой клинически значимую и потенциально недооцененную причину тяжелых неврологических повреждений, требующую повышенной осведомленности среди врачей, оказывающих помощь маленьким детям. Антибиотические схемы лечения, обычно используемые при неонатальной бактериемии и менингите, могут оказаться неэффективными.

Ранняя диагностика, более широкий подход к назначению антибиотиков и своевременная консультация нейрохирурга имеют решающее значение для улучшения результатов лечения.