Microbiological monitoring of nasal lavage fluid as a method for early detection and prevention of bacterial lung complications in a patient with cystic fibrosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The severity of complications in cystic fibrosis are determined by microorganisms colonizing the lower airways. Paranasal sinuses can be a reservoir of aggressive pathogens. We have developed a method for collection and primary inoculation of nasal lavage fluid from cystic fibrosis patients for microbiological investigation. As a clinical case illustrating the feasibility of this technique, we describe the dynamics of the microflora composition in a patient with cystic fibrosis. The patient had a clinical and microbiological picture of P. aeruginosa eradication from the lung tissue, owing to which the antibacterial therapy was stopped. Six months later, the microflora in the nasal lavage fluid and sputum were assessed in parallel. The growth of P. aeruginosa (102 CFU/mL) but not P. aeruginosa in sputum was detected. To determine origin of this strain, the degree of genetic relationship between 5 strains obtained from the patient from 2008 to 2016 was assessed based on bacterial protein profiling. A typical strain of P. aeruginosa ATTS 27853 was used as a control. Strains isolated from the patient in 2009 and 2016 were identical suggesting that the antibacterial therapy led to eradication of P. aeruginosa in the lungs, but not in the upper airways. Four months later, the growth of P. aeruginosa was found in sputum. The patient was prescribed to use antibacterial drugs inhaled into paranasal sinuses. Repeated test performed 3 months later resulted in growth of P. aeruginosa 101 CFU/mL from nasal lavage fluid, but not from sputum. The patient was referred to a risk group on airway colonization by pathogen strains derived from the upper airway tract. The clinical example illustrates relevance of conducting a regular microbiological study of nasal lavage fluid in order to early identify clinically significant pathogens to prevent their spread to the lower airway tract.

About the authors

Olga V. Kondratenko

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: o.v.kondratenko@samsmu.ru

DSc (Medicine), Professor, Department of General and Clinical Microbiology, Immunology and Allergology

Russian Federation, Samara

A. V. Lyamin

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: o.v.kondratenko@samsmu.ru

DSc (Medicine), Professor, Department of General and Clinical Microbiology, Immunology and Allergology

Russian Federation, Samara

A. A. Ereshchenko

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: o.v.kondratenko@samsmu.ru

Assistant Professor, Department of General and Clinical Microbiology, Immunology and Allergology

Russian Federation, Samara

V. A. Antipov

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: o.v.kondratenko@samsmu.ru

Assistant Professor, Department of General and Clinical Microbiology, Immunology and Allergology

Russian Federation, Samara

References

  1. Козлов А.В. Хроническая инфекция дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом: обмен железа и его значение // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2019. № 4. С. 62–67. [Kozlov A.V. Chronic respiratory tract infection in patients with cystic fibrosis: metabolism of iron and its significance. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2019, no. 4, pp. 62–67. (In Russ.)] doi: 10.14427/jipai.2019.4.62
  2. Козлов А.В., Гусякова О.А., Ерещенко А.А., Халиулин А.В. Диагностические возможности современного биохимического исследования мокроты у пациентов с муковисцидозом (обзор литературы) // Клиническая лабораторная диагностика. 2019. Т. 64, № 1. С. 24–28. [Kozlov A.V., Gusyakova O.A., Ereshchenko A.A., Khaliulin A.V. Diagnostic possibilities of modern biochemical study of sputum from patients with cystic fibrosis (literature review). Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2019, vol. 64, no. 1, pp. 24–28. (In Russ.)] doi: 10.18821/0869-2084-2019-64-1-24-28
  3. Козлов А.В., Лямин А.В., Жестков А.В., Гусякова О.А., Халиулин А.В. Обмен железа в бактериальной клетке: от физиологического значения к новому классу антимикробных препаратов // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2022. Т. 24, № 2. С. 165–170. [Kozlov A.V., Lyamin A.V., Zhestkov A.V., Gusyakova O.A., Khaliulin A.V. Iron metabolism in bacterial cells: from physiological significance to a new class of antimicrobial agents. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2022, vol. 24, no. 2, pp. 165–170. (In Russ.)] doi: 10.36488/cmac.2022.2.165-170
  4. Патент № 2659155 Российская Федерация, МПК G01N 33/487(2006.01). Способ сбора и первичного посева жидкости назального лаважа от пациентов с муковисцидозом для микробиологического исследования: № 2017122649; заявлено 2017.06.27: опубликовано 2018.06.28 / Кондратенко О.В., Лямин А.В., Медведева А.В., Ермолаева А.Д. Патентообладатель: Кондратенко Ольга Владимировна. 6 с. [Patent No. 2659155 Russian Federation, Int. Cl. G01N 33/487(2006.01). Method of collection and primary sowing of nasal lavage fluid from patients with cystic fibrosis for microbiological examination. No. 2017122649; application: 2017.06.27: date of publication 2018.06.28 / Kondratenko O.V., Lyamin A.V., Medvedeva E.D., Ermolaeva A.V. Proprietor: Kondratenko Olga Vladimirovna. 6 p.]
  5. Berkhout M.C., Rijntjes E., El Bouazzaoui L.H., Fokkens W.J., Brimicombe R.W., Heijerman H.G. Importance of bacteriology in upper airways of patients with cystic fibrosis. J. Cyst. Fibros., 2013, vol. 12, no. 5, pp. 525–529. doi: 10.1016/j.jcf.2013.01.002
  6. Choi K.J., Cheng T.Z., Honeybrook A.L., Gray A.L., Snyder L.D., Palmer S.M., Abi Hachem R., Jang D.W. Correlation between sinus and lung cultures in lung transplant patients with cystic fibrosis. Int. Forum Allergy Rhinol., 2018, vol. 8, no. 3, pp. 389–393. doi: 10.1002/alr.22067
  7. Döring G., Hoiby N. Consensus Study Group. Early intervention and prevention of lung disease in cystic fibrosis: a European consensus. J. Cyst. Fibros., 2004, vol. 3, no. 2, pp. 67–91. doi: 10.1016/j.jcf.2004.03.008

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Cluster dendrogram constructed by using 5 strains isolated from patient R. (1–5) and a typical strain of P. aeruginosa (6)

Download (40KB)

Copyright (c) 2023 Kondratenko O.V., Lyamin A.V., Ereshchenko A.A., Antipov V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».