Nowiny Lekarskie 2001, 70, Supl. II, 145 – 152
JOANNA ANDRASZYK, KAMILLA BOROWIEC
AKTYWNO
ALKOHOLOWYCH ANTYSEPTYKÓW SKÓRY R K
WOBEC OPORNYCH NA ANTYBIOTYKI GRONKOWCÓW
I PAŁECZEK GRAM-UJEMNYCH
Katedra i Zakład Bakteriologii Farmaceutycznej
Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik: prof. dr hab. med. Zygmunt Muszy ski
Opiekun: dr n. przyr. Ilona Mirska
Streszczenie
SŁOWA KLUCZOWE: antyseptyka, zaka enia szpitalne, oporno bakterii na antybiotyki
i antyseptyki
W ród ziarenkowców Gram-dodatnich najwi kszy problem w zwalczaniu zaka e szpi-
talnych stanowi metycylinooporne
Staphylococcus aureus
(MRSA). Spo ród pałeczek
Gram-ujemnych najcz stsz przyczyn infekcji szpitalnych s wielooporne pałeczki
z rodziny
Enterobacteriacae
i
Pseudomonas aeruginosa
. Dlatego przebadano aktywno
bakteriobójcz trzech, ró ni cych si składem alkoholowych preparatów, wobec klinicz-
nych przedstawicieli wy ej wymienionych bakterii. Stwierdzono, e rodek na bazie eta-
nolu wykazuje znacznie słabsze działanie wobec MRSA ni pozostałe preparaty (na
bazie mieszaniny propanoli z i bez dodatku chlorheksydyny). Natomiast wobec pałeczek
Gram-ujemnych działa tylko nieco słabiej.
EFFECTIVENESS OF ALKOHOL HAND ANTISEPTICS
TO ANTIBIOTICS RESISTANT STAPHYLOCOCCI
AND GRAM-NEGATIVE BACTERIA
Summary
KEY WORDS: antiseptic, nosocomial infections, resistance of bacteria to antibiotics
and antiseptics
Among Gram-positive bacteria the biggest problem in fighting against nosocomial infec-
tions are methicillin-resistant
Staphylococcus aureus
(MRSA). Among Gram-negative
bacteria the most often case of infections are multiresistant bacteria from
Enterobacteria-
cae
and
Pseudomonas aeruginosa
. That’s why antymicrobial activity of three prepara-
tions of alkohols, distinguish from each other composition, was tested to aforementioned
bacteria. Confirmed that
preparation with ethanol as a base is much poorer at antymicro-
bial activity to MRSA strains than other preparations (combination of propanols with or
without small amount of chlorhexidine). However a little poorer activity is to Gram-
negative bacteria.
Wst p
Zaka enia szpitalne s przyczyn mierci wielu pacjentów oraz znacz-
nie zwi kszaj koszty leczenia zaka onego chorego, gdy wi
si one
z przedłu on antybiotykoterapi i rekonwalescencj , a tak e odszkodo-
waniami wypłacanymi w przypadku zaistnienia tego typu zaka enia.
J. Andraszyk, K. Borowiec
146
Du y problem stanowi infekcje szpitalne wywołane przez szczepy
o wielorakiej oporno ci na antybiotyki, których leczenie jest trudne ze
wzgl du na ograniczone mo liwo ci terapeutyczne. W ród ziarenkowców
Gram-dodatnich główny problem stanowi metycylinooporne gronkowce
złociste, których cz sto wyst powania w polskich szpitalach jest wyso-
ka (ok. 20%) [1]. W ród pałeczek Gram-ujemnych najgro niejsze s pa-
łeczki z rodziny
Enterobacteriacae
, wytwarzaj ce enzymy o rozszerzo-
nym spektrum substratowym (ES
β
L) oraz wielooporne szczepy
Pseudo-
monas aeruginosa
, a tak e
Acinetobacter baumanii
[7].
Walka z zaka eniami szpitalnymi wymaga zintegrowania wielu dzia-
ła , takich jak: wła ciwa dezynfekcja i sterylizacja sprz tu medycznego,
mo liwo izolacji pacjentów, wprowadzanie programów kontroli zaka e
szpitalnych i kontroli polityki antybiotykowej, a tak e prostej i cz sto nie-
docenianej czynno ci jak jest mycie r k. Szerzeniu si zaka e szpital-
nych sprzyja w znacznym stopniu ignorowanie lub nieprawidłowe jej wy-
konywanie.
Cel pracy
Celem tej pracy było znalezienie odpowiedzi na pytanie: jak skutecz-
ne s wobec patogenów szpitalnych alkoholowe antyseptyki stosowane
do dezynfekcji skóry r k ?
Materiały i metoda
Do bada u yto 18 antybiotykoopornych klinicznych szczepów bakte-
rii; 9 gronkowców metycylinoopornych (MRSA) oraz 9 pałeczek Gram-
ujemnych (
Enterobacter spp.,
Acinetobacter spp.
,
Pseudomonas aerugi-
nosa
), wymienionych w tabeli 1.
Tab. 1. Charakterystyka szczepów bakterii u ytych do bada
Bakterie
Liczba
szcze-
pów
N
0
(cfu/ml)
Materiał kliniczny
Wzór oporno ci na
antybiotyki
S. aureus (MRSA
)
9
1,0-3,0 x 10
7
Krew, ropa, plwocina
wszystkie betalak-
tamy, klindamycy-
na, MLS
Enterobacter spp.
3
1,9-3,0 x 10
7
Krew, rana, mocz
ESBL(+): penicyli-
ny, cefalosporyny
I-III, monobaktamy
Acinetobacter spp.
2
2,4-3,0 x 10
7
Cewnik,
płyn mózg.-rdz.
ESBL(+): jak wy ej
Pseudomonas
aeruginosa
4
1,3-2,2 x 10
7
Rurka tracheostomij-
na, rana oparzeniowa AmpC(+): jak wy ej
cfu – ang. colony forming unit (jednostek tworz cych kolonie).
Aktywno alkoholowych antyseptyków skóry r k ...
147
Przebadano trzy handlowe preparaty do higienicznej i chirurgicznej
dezynfekcji r k, ró ni ce si składem substancji czynnych (tab. 2): I Eta-
proben (etanol 52%, 2-propanol 10%), II Manopronto (2-propanol 36%,
1-propanol 28%), III Biotensid (2-propanol 30%, 1-propanol 25%, diglu-
konian chlorheksydyny 0,5%). Zostały one wpisane przez Instytut Leków
do Rejestru rodków Farmaceutycznych i Materiałów Medycznych.
Tab. 2. Antyseptyki u yte do bada
Antyseptyk Skład substancji czynnych w %
Nazwa handlowa ( producent)
I
etanol 52%, 2-propanol 10%
Etaproben (Septoma)
II
2-propanol 36%, 1-propanol 28%
Manopronto (Arcana)
III
2-propanol 30%, 1-propanol 25%,
diglukonian chlorheksydyny 0,5%
Biotensid (Arcana)
Badano ich aktywno przeciwbakteryjn nie rozcie czaj c i rozcie -
czaj c 1:1. W badaniach zastosowano ilo ciowy test zawiesinowy wg
normy europejskiej EN 12054:1998 [2]. Celem badania było okre lenie
stopnia redukcji liczby bakterii wprowadzonych do roztworu antyseptyku.
Zgodnie z wymaganiami normy, preparat antyseptyczny, alkoholowy lub
inny stosowany do wcierania w skór r k (tzw. „handrub”), który wykazu-
je aktywno bakteriobójcz powinien spowodowa w warunkach do-
wiadczenia redukcj co najmniej 10
5
liczby bakterii. Współczynniki re-
dukcji wyra one w skali logarytmicznej obliczano wg wzoru:
log RF = log N
0
– log N
a
gdzie:
N
0
– pocz tkowa liczba bakterii u yta do bada
N
a
– liczba bakterii, które prze yły działanie antyseptyku
Badanie wykonano wg schematu na ryc. 1.
W celu uwiarygodnienia zastosowanej w pracy metody przeprowa-
dzono, zgodnie z norm CEN, walidacj wybranych warunków ekspery-
mentalnych: walidacj nietoksyczno ci inaktywatora i rozcie czalnika
oraz walidacj skuteczno ci inaktywacji. Testy walidacyjne wykonano dla
ka dego z u ytych w badaniach szczepów i preparatów antyseptycznych.
Analiz statystyczn wyników wykonano t-testem dla niesparowanych
danych wg programu GraphPad InStat tm.
J. Andraszyk, K. Borowiec
148
P przyjmuje warto ci od 0,0 do 1,0, gdy liczba ta okre la prawdopo-
dobie stwo. P poni ej warto ci 0,05 (p < 0,05) wiadczy o ró nicy istot-
nej statystycznie (IS), natomiast warto p zawarta pomi dzy warto ci
0,05 a 1,0 oznacza, e ró nice nie s istotne statystycznie (NS).
Ryc. 1. Schemat badania aktywno ci bakteriobójczej antyseptyków ilo ciow metod
zawiesinow .
Wyniki
W tabelach 3 - 5 przedstawiono działanie badanych w pracy trzech
alkoholowych antyseptyków wobec antybiotykoopornych szpitalnych
szczepów gronkowców i pałeczek Gram-ujemnych. Bakterie o pocz tko-
wej liczbie N
0
poddawano przez 60 s działaniu preparatów nierozcie -
czonych i rozcie czonych (1:1). Badanie rozcie czonych antyseptyków
miało w warunkach
in vitro
symulowa sytuacje, w których preparaty sto-
suje si na r ce wilgotne lub mokre (spocone, zanieczyszczone płynami).
N
0
czas kontaktu 60 s
1 ml zawiesiny testowej N (1-3 x 10
8
cfu/ml)
9 ml
Woda jałowa
Inaktywator
Badany preparat
1 ml
1 ml
8 ml
1 ml
1 ml
Inkubacja 60 s/20
°
C
15 ml TSA
Aktywno alkoholowych antyseptyków skóry r k ...
149
Tab. 3. Porównanie aktywno ci bakteriobójczej 3 antyseptyków wobec gronkowców me-
tycylinoopornych (MRSA)
Wska nik log RF
Antyseptyk
(substancje czynne)
Nierozcie czony Rozcie czony 1:1
P
I
(etanol)
6,35
±
0,06*
3,88 ± 0,06*
< 0,01 IS
II
(2-propanol, 1-propanol )
6,35
±
0,06*
6,35
±
0,06*
n.a.
III
(2-propanol, 1-propanol, digluko-
nian chlorheksydyny)
6,35
±
0,06*
6,35 ± 0,06*
n.a
n.a. – niedost pny analizie statystycznej
* nie wykryto ywych bakterii po działaniu antyseptyku; warto log RF zale y od warto ci
N
0
i czuło ci metody
IS – ró nice statystycznie znamienne (dla n = 9, p < 0,05 )
Z tabeli 3. wynika, e ka dy z trzech preparatów, niezale nie od skła-
du substancji czynnych, zastosowany w postaci nierozcie czonej nisz-
czył gronkowce metycylinooporne. Stopie redukcji liczby MRSA był
wy szy od 10
5
(log RF = 6,35
±
0,06), co oznacza według kryteriów za-
stosowanej normy działanie bakteriobójcze. Preparaty zawieraj ce w
swym składzie mieszanin 1-propanolu i 2-propanolu, zarówno bez (II)
jak i z chlorheksydyn (III), stosowane w rozcie czeniu 1:1 nadal działały
bakteriobójczo, powoduj c redukcj inokulum bakteryjnego (log RF =
6,35
±
0,06) w stopniu nie mniejszym ni w postaci nierozcie czonej.
Natomiast preparat I, zawieraj cy etanol jako główn substancj czynn ,
stosowany w rozcie czeniu, powodował znamiennie ni sz redukcj
liczby gronkowców (log RF = 3,88
±
0,06; p < 0,01). Jego działanie prze-
yło około 10
3
cfu/ml.
Z tabeli 4. wynika, e wszystkie badane preparaty, zarówno nieroz-
cie czone jak i rozcie czone 1:1, wykazuj wobec pałeczek Gram-
ujemnych działanie bakteriobójcze (log RF > 5). O ile jednak preparaty II
i III w obu warunkach badania niszczyły pałeczki Gram-ujemne, to prepa-
rat I w rozcie czeniu 1:1 powodował wykrywalnie ni sz redukcj bakterii
(log RF = 5,88
±
0,3), chocia ró nice nie były znamienne statystycznie
(p > 0,05).
J. Andraszyk, K. Borowiec
150
Tab. 4. Porównanie aktywno ci bakteriobójczej 3 antyseptyków wobec antybiotykoopor-
nych szczepów pałeczek Gram-ujemnych
Wska nik log RF
Antyseptyk
(substancje czynne)
Nierozcie czony Rozcie czony 1:1
P
I
(etanol)
6,32
±
0,04*
5,88
±
0,3
0,18 NS
II
(2-propanol, 1-propanol )
6,32
±
0,04*
6,32
±
0,04*
n.a.
III
(2-propanol, 1-propanol, digluko-
nian chlorheksydyny)
6,32
±
0,04*
6,32
±
0,04*
n.a.
n.a. – niedost pny analizie statystycznej
* nie wykryto ywych bakterii po działaniu antyseptyku; warto log RF zale y od warto-
ci N
0
i czuło ci metody
NS – ró nice nieistotne statystycznie (n = 9, p > 0,05)
Tab. 5. Porównanie wra liwo ci gronkowców metycylinoopornych (MRSA) i antybiotyko-
opornych pałeczek Gram-ujemnych na działanie badanych antyseptyków
Wska nik log RF
Antyseptyk
(substancje czynne)
Rozcie czenie
MRSA
Pałeczki
Gram (-)
P
Rozcie czenie 6,35
±
0,06* 6,32
±
0,04*
n.a.
I
(etanol)
1:1
3,88
±
0,06* 5,88
±
0,3*
< 0,01 IS
Rozcie czenie 6,35
±
0,06* 6,32
±
0,04*
n.a.
II
(2-propanol, 1-propanol)
1:1
6,35
±
0,06* 6,32
±
0,04*
n.a.
Rozcie czenie 6,35
±
0,06* 6,32
±
0,04*
n.a.
III
(2-propanol, 1-propanol,
diglukonian chlorheksydyny)
1:1
6,35
±
0,06* 6,32
±
0,04*
n.a.
n.a. – niedost pny analizie statystycznej
* nie wykryto ywych bakterii po działaniu antyseptyku; warto log RF zale y od warto ci
N
0
i czuło ci metody
IS – ró nice statystycznie znamienne (test n = 9, p < 0,05
W tabeli 5. porównano aktywno badanych preparatów wobec gron-
kowców i pałeczek Gram-ujemnych. Ka dy z preparatów stosowany
w postaci nierozcie czonej niszczył wszystkie wprowadzone bakterie
(N
0
) niezale nie od ich rodzaju (log RF > 6). Niewielkie ró nice warto ci
log RF przedstawione w tabeli wynikaj z ró nej g sto ci zawiesin bakte-
ryjnych u ytych do bada , a nie z ró nicy aktywno ci bakteriobójczej
antyseptyków. Dlatego wyniki tych bada nie mogły by ocenione staty-
Aktywno alkoholowych antyseptyków skóry r k ...
151
stycznie. Znacz co wi ksze ró nice aktywno ci przeciwbakteryjnej zano-
towano natomiast dla preparatu I (rozc. 1:1). Analiza statystyczna wyni-
ków wykazała, e współczynniki redukcji obliczone dla MRSA (log RF =
3,88 ± 0,06) były znamiennie ni sze (p < 0.01) ni współczynniki redukcji
obliczone dla pałeczek Gram-ujemnych (log RF = 5,88 ± 0,3).
Dyskusja
Alkoholowe antyseptyki skóry r k nale do rodków o silnym i szyb-
kim działaniu. Preparaty te w badaniach laboratoryjnych wykonanych
w celu uzyskania rejestracji musz odpowiada wymaganiom normy eu-
ropejskiej EN 12054:1998 [2]. Według normy, powinny one wykazywa
działanie bakteriobójcze wobec standardowych szczepów bakterii, co
oznacza redukcj wprowadzonej do preparatu liczby bakterii (N
0
) co
najmniej 10
5
. Przedstawione wyniki bada wskazuj , e wszystkie trzy
preparaty stosowane bez rozcie czenia spełniały powy sze kryterium,
tak e wobec szpitalnych szczepów bakterii w wysokim stopniu opornych
na antybiotyki (metycylinooporne gronkowce, pałeczki
Enterobacteriaceae
i
Pseudomonadaceae
) (RF > 10
6
). Badanie preparatów nierozcie czo-
nych nie pozwala jednak na porównanie aktywno ci wyselekcjonowa-
nych preparatów o działaniu bakteriobójczym, a wi c nie wskazuje, który
z nich mo e by bardziej lub mniej skuteczny w warunkach praktycznego
stosowania. A przecie podczas dezynfekcji skóry r k, nie zawsze z winy
pracowników, dochodzi do sytuacji, gdy na r ce mokre i brudne (np. nie
wytarte do sucha po myciu, spocone lub oblane ró nymi płynami) nanosi
si mniejsz porcj preparatu lub krótszy jest czas dezynfekcji ni prze-
widuje producent. Dlatego u ytkownik powinien zna zakres tolerancji
antyseptyku na zmiany warunków w jakich jest stosowany. Wyniki bada
wskazuj , e antyseptyki opracowane głównie na bazie 1-propanolu i 2-
propanolu wykazuj du tolerancj na rozcie czenie, nadal wykazuj c
działanie bakteriobójcze (RF > 10
6
). Natomiast preparaty, których główn
substancj czynn jest etanol nie wykazuj tolerancji na rozcie czenie, a
ich aktywno przeciwbakteryjna ulega znacznemu obni eniu (RF = 10
3
).
Liczne doniesienia w pi miennictwie z ostatnich lat wskazuj na bar-
dzo szybko narastaj c oporno drobnoustrojów nie tylko na antybioty-
ki, ale równie na stosowane rodki dezynfekcyjne. Mi dzy innymi
stwierdzono, e szczepy kliniczne, zwłaszcza MRSA s bardziej oporne
na IV-rz dowe zwi zki amoniowe i chlorheksydyn [4, 8]. U
gronkowców
wykryto białka qacA i qacB, które działaj na zasadzie pompy błonowej,
zale ne od pompy protonowej (PMF). Pompa ta aktywnie usuwa rodki
dezynfekcyjne z wn trza komórki [4, 5, 6]. Podobne białka (qacE i qa-
cE1) wyst puj w ród pałeczek Gram-ujemnych. Lecz jak wynika z pracy
Kückena i wsp. [3] nie zawsze szczepy pałeczek posiadaj ce te białka s
J. Andraszyk, K. Borowiec
152
bardziej oporne ni szczepy bez białek. Wyniki bada własnych wskazuj
na istnienie ró nic we wra liwo ci ró nych rodzajów bakterii na działanie
antyseptyków alkoholowych. W rozcie czonym preparacie opracowanym
na bazie etanolu prze ywały pałeczki Gram-ujemne ( rednio >10) oraz
gronkowce metycylinooporne (> 1000). Oznacza to, e w warunkach
praktycznych, w przypadku popełnienia bł du podczas dezynfekcji skóry
r k przez personel medyczny (np. niedokładne wysuszenie przed nało-
eniem preparatu) istnieje zwi kszone ryzyko przeniesienia patogenów
na innego pacjenta.
Wnioski
1. Alkoholowe antyseptyki na bazie 1-propanolu, 2-propanolu i etanolu
w warunkach laboratoryjnych zdefiniowanych przez norm europej-
sk (EN 12054:1998) w czasie 1 minuty działaj bakteriobójczo wo-
bec klinicznych szczepów opornych na antybiotyki gronkowców i pa-
łeczek Gram-ujemnych.
2. Antyseptyki zawieraj ce etanol jako główn substancj czynn , nie
wykazuj tolerancji na rozcie czenie w odró nieniu od antyseptyków
zawieraj cych w swym składzie mieszanin 1-propanolu i 2-propa-
nolu, co wskazuje na mo liw ich nieskuteczno w warunkach prak-
tycznego zastosowania.
3. Metycylinooporne szczepy gronkowców z gatunku
Staphylococcus
aureus
(MRSA) wykazuj ni sz wra liwo na alkoholowe antysep-
tyki na bazie etanolu w porównaniu do antybiotykoopornych szcze-
pów pałeczek Gram-ujemnych.
Pi miennictwo
1. Dzier anowska D., Jelijaszewicz J.: Zaka enia szpitalne, 1999, Wydawnictwo
α
-medica press, Bielsko-Biała. – 2. European Committee for Standarization (CEN):
Quantitative suspension test for the evaluation of bactericidal activity of products for
higienic and surgical handrub and handwash used in human medicine. Test method and
requirements (phase 2/step 1), 1998. – 3. Kücken D. et al.: FEMS Microbiol. Lett., 2000,
183, 95. – 4. McDonnel G., Russel A.D.: Clin. Microbiol. Rev.,1999, 12, 147. – 5. Młynar-
czyk G.: Przegl d Epidemiologiczny, 2000, 1, 54, 22-23. – 6. Noguchi N. et al.: FEMS
Microbiol. Lett., 1999, 172, 247. – 7. Samet A.: Przegl d Epidemiologiczny, 2000, 1, 54,
34. – 8. Stefa ska J.: Mikrobiologia Medycyna, 2000, 1 (22), 17-23.