Πολυανθεκτικά εντεροβακτηριακά Gram-αρνητικά βακτηρίδια: παράγοντες κινδύνου ανάπτυξης νοσοκομειακής λοίμωξης και επίδραση στην έκβασή της: αναζήτηση της μοριακής βάσης της πολυαντοχής - ο ρόλος των integrons

Abstract

Objectives Τhe objectives of this study were (i) to identify risk factorsassociated with the acquisition of multidrug-resistant Enterobacteriaceae isolatesresponsible for bloodstream infections (BSIs), (ii) to estimate the impact of multidrugresistanceon the outcome of such infections and (iii) to investigate the role ofintegrons in the multi-drug resistant phenotype in Enterobacteriaceae clinical isolates.Methods Risk factors for acquiring MDR Enterobacteriaceae BSIs wereassessed in a retrospective case-control study and those associated with mortality wereassessed by comparing survivors and nonsurvivors. The influence of multidrugresistance in hospital length of stay (LOS) in survivors was also evaluated. Themolecular basis of multidrug resistance and especially the role of integrons wasexamined by comparing the presence of ESBLs, VIM metallo-b-lactamases and class1 and 2 integrons in enterobacteriaceae isolates from patients of both groups and alsoin representative enterobacteriaceae isolates from colonizations. The genetic contentof integrons was determined with DNA sequencing.Results A total of 130 patients with Enterobacteriaceae BSIs were identifiedfrom whom 133 isolates were recovered. Sixty isolates from 57 patients (cases) werefound multidrug resistant (MDR) whereas 73 isolates from 73 patients (controls) wereinterpreted as non-MDR. Fifty-six Enterobacteriaceae BSIs were nosocomial, 16were health care associated and 58 were community acquired. Prior antibiotics useand a nosocomial setting were independently associated with BSI caused by MDR Enterobacteriaceae. Patients with MDR Enterobacteriaceae BSI had longer postBSI-onsetand total hospital stays (for survivors) than those with non-MDR infectionsbut no increased crude 30-day mortality rate. MDR Enterobacteriaceae clinicalisolates were more likely to harbor class 1 integrons (96,7% vs 17,8%, p<0,001) withbigger mean size (2.158±784bp vs 1.276±381,5bp p=0,001) or simultaneous presenceof more than one class 1 integron (28% vs 0%, p=0,056) in relation with non-MDREnterobacteriaceae. Among 56 nosocomial Enterobacteriaceae BSIs, integroncarryingmicroorganism was isolated in 50 (84,7%) in comparison with 9/58 (15.5%)of community-acquired BSIs (p<0,001). The mean size of class 1 integrons derivedfrom isolates causing nosocomial BSIs was bigger than that of integrons derived fromisolates from community-acquired BSIs (2.168,8±796,95 vs 1.233,3±413,11,p=0,008) but was not significant bigger than the size of integrons from isolatescausing health care associated BSIs (2.168,8±796,95 vs 1818,18±726,38, p=0,191).Finally, integron-carrying isolates, from both BSIs and colonizations, were foundmore often to be multidrug resistant (OR: 41,6, 95%CI: 16,7-103,2, p<0,001) or toproduce ESBLs (OR:10,98, 95%CI: 4,56-26,44, p<0,001) or metallo-β-lactamaseblaVIM (p<0,001) in comparison with integron-negative isolates.Conclusions: as independent risk factors for acquisition of BSI caused bymultidrug resistant Enterobacteriaceae isolate were found the prior exposure toantibiotics and the nosocomial origin of infection. Multidrug resistance of thecausative microorganisms was associated with elongated post-BSI and total LOS butno significant association was found with crude 30-day mortality. Finally, integronswere found to play a crucial role in the appearance of multidrug resistance bothdirectly and indirectly in this clinical isolates collection.

Σκοπός της µελέτης ήταν να αναζητηθούν παράγοντες κινδύνου ανάπτυξηςλοίµωξης από πολυανθεκτικά στα αντιβιοτικά στελέχη εντεροβακτηριακών, ναεκτιµηθεί η επίδραση της αποµόνωσης πολυανθεκτικών στελεχών στην έκβαση τηςλοίµωξης και να διερευνηθεί η µοριακή βάση της πολυαντοχής και δη η παρουσία καιο ρόλος των ιντεγκρονίων τάξης 1 και 2.Μέθοδοι: Για την αναζήτηση παραγόντων κινδύνου, πραγµατοποιήθηκε µιααναδροµική µελέτη ασθενών-µαρτύρων στο Τζάνειο Γενικό Νοσοκοµείο από τονΑπρίλιο του 2002 έως και το ∆εκέµβριο του 2004. Όλοι οι ασθενείς ηλικίας≥18 ετώνµε θετική καλλιέργεια αίµατος για Εντεροβακτηριακό στέλεχος κατά το διάστηµααυτό εντάχθηκαν στη µελέτη και όλα τα σχετικά δηµογραφικά και κλινικά δεδοµένακατεγράφησαν σε προσχεδιασµένο ερωτηµατολόγιο. Για την εκτίµηση της επίδρασηςτης πολυαντοχής του υπεύθυνου µικροοργανισµού στην έκβαση της λοίµωξης οι δύοοµάδες συγκρίθηκαν ως προς τη διάρκεια νοσηλείας µετά την εµφάνισηβακτηριαιµίας και µέχρι την έξοδο του ασθενούς από το νοσοκοµείο ενώ για τηνεπίδραση της πολυαντοχής στην αδρή θνητότητα στις 30 ηµέρες συγκρίθηκαν οιαποθανόντες µε τους επιβιώσαντες. Για την αναζήτηση της µοριακής βάσης τηςπολυαντοχής και το ρόλο των ιντεγκρονίων σε αυτήν συγκρίθηκαν οιµικροοργανισµοί που αποµονώθηκαν από τις καλλιέργειες αίµατος των δύο οµάδωνως προς την παραγωγή ευρέος φάσµατος β-λακταµασών και µεταλλοενζύµου VIMκαι ως προς τη συχνότητα παρουσίας ιντεγκρονίων και τον χαρακτηρισµό αυτώνσχετικά µε την τάξη, το µέγεθος και την αλληλουχία των γονιδιακών κασετών πουπεριέχουν. Επιπλέον µελετήθηκε η συσχέτιση του φαινοτύπου αντοχής και τηςπαρουσίας ιντεγκρονίων και σε 37 στελέχη που αποµονώθηκαν από αποικισµούς.Αποτελέσµατα: Συνολικά µελετήθηκαν 130 ασθενείς µε βακτηριαιµία απόGram-αρνητικό στέλεχος της Οικογένειας Enterobacteriaceae από τους οποίουςαποµονώθηκαν 133 στελέχη εντεροβακτηριακών. Πολυανθεκτικά στα αντιβιοτικάσύµφωνα µε τον ορισµό βρέθηκαν 60 (45,1%) στελέχη που αποµονώθηκαν από 57αρρώστους οι οποίοι αποτέλεσαν την οµάδα των ασθενών. Τα υπόλοιπα 73 (54,9%)στελέχη θεωρήθηκαν µη πολυανθεκτικά και αποµονώθηκαν από 73 ασθενείς, πουαποτέλεσαν την οµάδα ελέγχου. Μεταξύ των 130 επεισοδίων βακτηριαιµίας, 56(43,1%) ήταν νοσοκοµειακές, 16 (12,3%) ήταν βακτηριαιµίες σχετιζόµενες µευπηρεσίες υγείας και 58 (44,6%) προέρχονταν από την κοινότητα. Ανεξάρτητοι παράγοντες κινδύνου εµφάνισης βακτηριαιµίας από πολυανθεκτικάεντεροβακτηριακά στο σύνολο των ασθενών ήταν η προηγούµενη χορήγησηαντιβιοτικών κατά το τελευταίο τρίµηνο (p<0,001) και η νοσοκοµειακή προέλευσητης βακτηριαιµίας (p<0,001). Σε δεύτερη φάση, εστιάζοντας µόνο στους εξωγενείςπαράγοντες κινδύνου από το χώρο του νοσοκοµείου, ανεξάρτητοι παράγοντεςκινδύνου παρέµειναν η νοσηλεία στη ΜΕΘ και η τοποθέτηση ουροκαθετήρα έως και72 ώρες πριν τη βακτηριαιµία. Οι ασθενείς µε βακτηριαιµία από πολυανθεκτικόεντεροβακτηριακό στέλεχος είχαν σηµαντικά µεγαλύτερη διάρκεια νοσηλείας µετάτην έναρξη του επεισοδίου και µέχρι την έξοδό τους από το νοσοκοµείο σε σχέση µεασθενείς µε βακτηριαιµία από µη πολυανθεκτικό στέλεχος (σύγκριση διαµέσων: 20ηµέρες έναντι 8 ηµερών, p<0,001) καθώς και µεγαλύτερη συνολική διάρκειανοσηλείας (σύγκριση διαµέσων: 36 ηµέρες έναντι 9 ηµερών, p<0,001. Αντίθετα ηπολυαντοχή του στελέχους δεν βρέθηκε να σχετίζεται ανεξάρτητα µε την αδρήθνητότητα στις 30 ηµέρες από την έναρξη της βακτηριαιµίας. Ως προς το ρόλο τωνιντεγκρονίων στην εµφάνιση πολυαντοχής, βρέθηκε ότι τα πολυανθεκτικά στελέχηπου αποµονώθηκαν από αιµοκαλλιέργειες της οµάδας των ασθενών έφερανσυχνότερα ιντεγκρόνια τάξης 1 (96,7% έναντι 17,8%, p<0,001) και µάλισταµεγαλύτερου µεγέθους (2.158±784bp έναντι 1.276±381,5bp p=0,001) ή περισσότερατου ενός (28% έναντι 0%, p=0,056) σε σχέση µε τα µη πολυανθεκτικά στελέχη τηςοµάδας των µαρτύρων. Επιπλέον, η εµφάνιση αντοχής βρέθηκε ότι ήταν σχετιζόµενηµε την παρουσία ιντεγκρονίων, όχι µόνο στα αντιβιοτικά για τα οποία υπήρχαν οιαντίστοιχες γονιδιακές κασέτες, αλλά και για άλλες τάξεις αντιβιοτικών. Όσον αφοράτα VIM-ιντεγκρόνια, µια κοινή δοµή ιντεγκρονίου, το ιντεγκρόνιο In-e541, βρέθηκεσχεδόν σε όλα τα στελέχη που παρήγαγαν το µεταλλοένζυµο VIM, µε εξαίρεση τοιντεγκρόνιο από ένα στέλεχος E.cloacae, που ήταν διαφορετικό και έφερε µόνο τηνγονιδιακή κασέτα blaVIM στη µεταβλητή του περιοχή. Ως προς τον τύπο τηςβακτηριαιµίας, εντεροβακτηριακά στελέχη που αποµονώθηκαν από ασθενείς µενοσοκοµειακή βακτηριαιµία έφεραν συχνότερα ιντεγκρόνια [50/59 (84,7%) έναντι9/58 (15,5%), p<0,001] και µάλιστα µεγαλύτερου µεγέθους (2.168,8±796,95 έναντι1.233,3±413,11, p=0,008) σε σχέση µε αυτά που αποµονώθηκαν από ασθενείς µεβακτηριαιµία κοινότητας αλλά όχι στατιστικώς σηµαντικά µεγαλύτερα από αυτά πουβρέθηκαν σε στελέχη από ασθενείς µε βακτηριαιµία σχετιζόµενη µε υπηρεσίες υγείας(2.168,8±796,95 vs 1818,18±726,38, p=0,191). Τέλος στο σύνολο των 170 στελεχώνεντεροβακτηριακών που µελετήθηκαν (133 από λοίµωξη και 37 από αποικισµούς) τα στελέχη που έφεραν ιντεγκρόνιο τάξης 1 ήταν πιο πιθανό να είναι πολυανθεκτικά(OR:41,6, 95%CI: 16,7-103,2, p<0,001) ή να παράγουν ευρέος φάσµατος β-λακταµάσες (OR:10,98, 95%CI: 4,56-26,44, p<0,001) ή µεταλλο-β-λακταµάσες(p<0,001) σε σχέση µε τα στελέχη που δεν έφεραν ιντεγκρόνιο τάξης 1.Συµπεράσµατα: η ανάπτυξη λοίµωξης από πολυανθεκτικά εντεροβακτηριακάστελέχη συσχετίστηκε µε το νοσοκοµειακό περιβάλλον και την προηγούµενηχορήγηση αντιβιοτικής αγωγής, φάνηκε ότι αυξάνει τη διάρκεια νοσηλείας αλλά δενείχε δυσµενή επίδραση στην επιβίωση των ασθενών ενώ ο ρόλος των ιντεγκρονίωντάξης 1 βρέθηκε πολύ σηµαντικός για την εµφάνιση πολυαντοχής στα κλινικάστελέχη της µελέτης.