И. Гергова, Х. Манолов, В. Димов, Е. Кържин, Н. Петров, Е. Одисеева
И.Гергова, Х. Манолов – Катедра Военна епидемиология и хигиена – ВМА, София
В. Димов, Е. Кържин, Н. Петров, Е. Одисеева – Катедра Анестезиология, реанимация и интензивно лечение – ВМА, София
Кореспонденция: Доц. д-р Иванка Гергова, д.м., Ръководител на лаборатория „Микробиология”, Катедра „Военна епидемиология и хигиена”, Военномедицинска академия, София, бул. „Св. Георги Софийски” № 3, 1606, София, e-mail: gergova.v@abv.bg
Резюме
Основна цел на проучването е да бъдат определени етиологичната структура и степента на разпространение на резистентните фенотипове: ESBLs и карбапенем-резистентни Enterobacterales и неферментиращи глюкозата Грам-отрицателни бактерии; MRS – S.aureus и CNS; Enterococcus spp.- HLR и VRE, сред най-често изолираните от долни дихателни пътища бактерии при пациенти, хоспитализирани в клиниките за интензивно лечение на МБАЛСофия, ВМА, 2016-2017 г. Допълнителна цел на проучването е да проследи антибиотичната консумация като цяло и в частност на ceftriaxone. Изследвани са общо 2996 материала (1813 от трахео-бронхиално дърво, 58 бронхо-алвеоларни лаважа и 1125 храчки), като 2217 от тях са оценени като действително произхождащи от долни дихателни пътища. От изолираните 1628 бактерии 1161 са интерпретирани като етиологично значими. Всички повтарящи се изолати от пациент са изключени от анализа.
Грам-отрицателните бактерии (71.9%) силно доминират над Грамположителните (28.1%). Най-често изолираните бактерии са: A.baumannii: 23%; P.aeruginosa: 16%, K.pneumoniae: 16%; S.aureus: 10.4%. Изолираните Грам-отрицателните бактерии са предимно множествено резистентни, с висока честота на карбапенем-резистентни неферментиращи глюкозата Грам-отрицателни бактерии (P.aeruginosa: 28.2%; A.baumannii: 96.3%) и Enterobacterales (E.coli: 1.4%; K.pneumoniae: 31.6%), ESBLs-продуценти (E.coli: 27.6%; K.pneumoniae: 50.6%). Честотата на MRS сред S.aureus и CNS е съответно 23.0% и 31.6%. Не са изолирани S.aureus, резистентни към гликопептиди, но при Enterococcus spp. са установени резистентни щамове (VRE-E.faecalis: 1.8%; E.faecium: 7.4%). Степента на разпространение на HLR-gentamicin сред ентерококите е висока (E.faecalis: 35.6%; E.faecium: 63.2%). Описаната етиологична структура и антимикробна резистентност е сходна с данните, представяни от други големи болници в страната и от европейските страни.
Извършена е оценка на антибиотичната консумация за клиниките за интензивно лечение и е сравнена с тоталната антибиотична консумация за болницата през проучвания период по отношение на цефалоспорини ІІІгенерация.
Ключови думи: клиники за интензивно лечение, етиологична структура, долни дихателни пътища, множествено-резистентни бактерии
Etiological structure and in vitro susceptibility to antimicrobial agents of bacterial isolates from low respiratory tract in Intensive Care Units, MHAT-Sofia, Military Medical Academy, 2016-2017
I. Gergova1, H. Manolov1, V. Dimov2, E. Kargin 2, N. Petrov2, E.Odisseeva2
1 Department of Military Epidemiology and Hygiene – Military Medical Academy, Sofia;
2 Department of Anaesthesiology and Critical Care – Military Medical Academy, Sofia
Abstract
The main aim of this study is to determine the etiological structure and the level of distribution of the resistant phenotypes: ESBLs and carbapenemresistant Enterobacterales, and non-fermenting Gram-negative bacteria; MRS – S.aureus and CNS; Enterococcus spp.- HLR и VRE, among the most common isolated from low respiratory tract bacterial pathogens in the patients who are hospitalized in the intensive care units during 2016-2017 in Military Medical Academy-Sofia. An additional objective of the study is to monitor antibiotic consumption in general and in particular ceftriaxone.
A total of 2996 samples were examined (endotracheal aspirates: 1813; broncho-alveolar lavages: 58; sputa: 1125), 2217 of them were rated as actually coming from the lower respiratory tract. Among the 1628 isolated bacteria, 1161 were assessed as clinically significant. All duplicated isolates from a patient were excluded from the analysis.
The Gram-negative bacteria (71.9%) strongly dominate over the Grampositive (28.1%). The most common isolated bacteria were: A.baumannii: 23%; P.aeruginosa: 16%, K.pneumoniae: 16%; S.aureus: 10.4%. Isolated Gram-negative bacteria were predominantly multidrug resistant. The established frequency of carbapenem-resistant among the non-fermenting glucose Gram-negative bacteria (P. aeruginosa: 28.2%; A. baumannii: 96.3%) and Enterobacterales (E.coli: 1.4%; K.pneumoniae: 31.6%) was high. Enterobacterales producing ESBLs were 27.6% of the isolated E.coli and 50.6% of K.pneumoniae. The MRS rate among S.aureus and CNS was 23.0% and 31.6%, respectively. There were no S.aureus resistant to glycopeptides isolated, but Enterococcus spp. resistant strains were found (VRE-E.faecalis: 1.8%; VRE-E.faecium: 7.4%). The prevalence of HLR-gentamicin among enterococci was high (E. faecalis: 35.6%; E.faecium: 63.2%). The described etiological structure and antimicrobial resistance is similar to those presented by other big hospitals in the country and European countries.
An antibiotic consumption assessment was conducted for ICUs and compared with total antibiotic consumption for the hospital over the study period with respect to III-generation-cephalosporins, which are the main inductors of ESBLs in many of the bacteria causing nosocomial infections.
Keywords: Intensive Care Units, Etiological structure, Low respiratory tract, Multi-drug resistant bacteria
МБАЛ-София, ВМА разполага с над 850 легла и е лечебно заведение от национално значение. Клиниките за интензивно лечение (Катедра анестезиология и интензивно лечение и Клиника за интензивна терапия) разполагат с 44 легла. По литературни данни, около 10% от всички хоспитализирани пациенти се лекуват в клиниките за интензивно лечение, където се доказват приблизително 20-25% от случаите на инфекции, свързани с медицинското обслужване1. Броят на регистрираните нозокомиални инфекции в пъти надхвърля установените в терапевтичните клиники, което налага необходимостта от мониториране на етиологичната структура и антимикробната резистентност (АМР) в тези звена, с оглед превенцията на този тип инфекции. В този аспект клиниките за интензивно лечение са критични по отношение възникване на вътреболнични инфекции поради съчетанието на множество предразполагащи фактори – концентриране на пациенти с тежка съпътстваща патология, висока честота на инвазивни манипулации, прилагане на устройства тип „чуждо тяло“, прилагане на комбинирана антимикробна терапия (АМТ), обуславяща масивна антибиотична консумация.
Изследвани са общо 2996 материала, произхождащи от долни дихателни пътища (ДДП) – 1813 от трахео-бронхиално дърво, 58 бронхо-алвеоларни лаважа и 1125 храчки. При всички храчки е извършвана микроскопска оценка по Бартлет, като всички материали, отговарящи на критериите за произход от ДДП, са посявани на кръвен агар (Blood agar, Biolife, Italy) и диференцираща среда (Mac Conkey agar, Biolife, Italy)2. Първоначалното изолиране на микотичните патогени е извършвано върху хромогенна среда (Chromogenic Candida agar, Biolife, Italy). Идентификацията на изолираните причинители е извършена чрез конвенционални и/или апаратни методи (Vitek 2, bioMerieux, France; MicroSkan WalkAway 96 plus, Beckman Coulter), съобразно действащите медицински стандарти и инструкциите на производителите3-7. Антимикробната чувствителност на изолираните бактерии е определяна посредством дисково-дифузионния метод (ДДМ) по Bauer-Kirby и/или чрез апаратно определяне на минималната инхибираща концентрация (Vitek 2, bioMerieux, France; MicroSkan WalkAway 96 plus, Beckman Coulter). Основните фенотипове на резистентност при изолатите (MRS, HLR, ESBL, CRE) са потвърждавани според препоръките на European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Продукцията на широкоспектърни бета-лактамази (ESBL) при представителите на разред Enterobacterales е определяна чрез скрининг и потвърдителен двойно-дисков тест за синергизъм8. Метицилиновата резистентност при стафилококите е определяна чрез ДДМ с дискове oxacillin 1 µg и cefoxitin 30 µg, и посявка на MRSA agar (bioMerieux, France).
Всички резултати са анализирани според критериите на EUCAST6-7. Антибиотичната консумация е определена съгласно методология на Световната здравна организация в дефинитивни дневни дози (ДДД)/100 легло-дни9.
Резултати и обсъждане
Етиологичен спектър на изолираните патогени
От изолираните общо 1628 бактерии, 1161 са оценени като етиологично значими (табл. 1). Всички повтарящи се изолати от един и същ пациент са изключени при анализа на данните.
В етиологичния спектър Грам-отрицателните бактерии значимо доминират на Грам-положителните, като водещи сред Грам-отрицателните са представителите на групата НФГГБ. Очертаната етиологична структура е обусловена от специфичната патология при пациентите, хоспитализирани в клиниките за интензивно лечение, и е пряко свързана с развиващите се усложнения при прилагане на апаратна вентилация. Представените данни са много близки до докладваните от други големи болници в нащата страна10-12. Запазва се оформената през последните години тенденция за увеличаване дела на изолираните НФГГБ, особено на A. baumannii13,14. Подобна тенденция е очертана и при същия контингент пациенти не само в други български лечебни заведения, но и в европейските страни като цяло15. Пониска е честотата на изолираните S.aureus, в сравнение с други докладвани данни от страната, но по наши данни, делът им е относително стабилен през последните седем години (непубликувани данни)16.
Антимикробна чувствителност
Изолираните обичайно от пациенти, подлежащи на интензивно лечение, бактерии се характеризират с разнообразни фенотипове на резистентност, често съчетаващи се, което значително ограничава възможности те за прилагане на антимикробна монотерапия. От друга страна, комбинираната АМТ (двойна или дори тройна комбинация), прилагана в условията на налични едновременно повече от една инфекции, допълнително създава условия за натрупване на предразполагащи фактори за възникване и проява на нови фенотипове на резистентни болнични патогени – увеличена антибиотична консумация на препарати от т.нар. стратегически групи антибиотици (карбапенеми, гликопептиди). Както е известно, свръхупотребата на антибиотици е сред сигурните рискови фактори за възникване на АМР. Обобщени данни за установената антимикробна чувствителност при изолираните бактерии, обект на настоящето проучване, са представени в табл. 2 и 3.
Табл. 2. Антимикробна чувствителност на бактериите, изолирани от ДДП при пациенти, хоспитализирани в клиниките за интензивно лечение на МБАЛ-София, ВМА (2016 – 2017 г.)
Легенда: 1 AMC: amoxicillin/clavulanic acid; 2 CAZ: ceftazidime; 3 Mem: meropenem; 4 Amik: amikacin; 5 Gen: gentamicin; 6 Cip: ciprofloxacin; 7 Lev: levofloxacin; 8 SXT: trimethoprim/sulfamethoxazole
Табл. 3. Антимикробна чувствителност на бактериите, изолирани от ДДП при пациенти, хоспитализирани в клиниките за интензивно лечение на МБАЛ-София, ВМА (2016–2017 г.)
Легенда: 1 AMP: ampicillin; 2 HLR-Gen: high level resistance – gentamicin; 3 Cip: ciprofloxacin; 4 Lev: levofloxacin; 5 FOX: cefoxitin; 6 Van: vancomycin; 7 Teico: teicoplanin; 8 SXT: trimethoprim/sulfamethoxazole
Enterobacterales
Разпространението на ESBLs-продуцентни сред представителите на Enterobacterales е високо сред основните проучвани видове, но честотата им на изолиране е пониска в сравнение с докладваните от някои наши университетски болници, особено по отношение на E. coli12. При същите изолати установените нива на резистентност спрямо флуорохинолоните и аминогликозидите (gentamicin) също са по-ниски в сравнение с представените в същото проучване, но са съизмерими с други български проучвания16. Тревожен е фактът, че по отношение на карбапенемите чувствителността не е съхранена и, въпреки че не надхвърля установените нива за болницата, като цяло представлява проблем при емпиричното лечение на тежки клинични състояния.
По отношение на Klebsiella spp. (изолирани почти изцяло K.pneumoniae), ситуацията е значително по-комплицирана. Въпреки че нивото на разпространение на ESBLsпродуцентни е по-ниско от представяните в сходни проучвания, стойностите, надхвърлящи 50% от всички изолирани представители, значително затрудняват избора на препарат при определяне на АМТ. Актуални данни за резистентността на K.pneumoniae по отношение на аминогликозидите и флуорохинолоните от ECDC за 2016 г. обаче сочат, че установените в настоящето проучване стойности са съизмерими по-скоро с тези от редица европейски страни за резистентността и пониски от представяните обобщени данни от страната12,15,16.
Неферментиращи глюкозата Грам-отрицателни бактерии
Данни относно обобщената резистентност на P. aeruginosa (поне към три от препоръчваните за терапия препарати/групи антимикробни средства: piperacillin/ tazobactam, ceftazidime, флуорохинолони, аминогликозиди, карбапенеми) за 2016 г. показват различни нива на резистентност (3.6 – 31.9%) за европейските страни, участващи в сървейланса, като за страната този тип интерпретирана резистентност е 35.7%15,16. Настоящето проучване показва, че при нас същата резистентност е поблизка до европейските данни, макар и до по-високите цитирани стойности.
При изолираните през проучвания период A.baumannii, комбинираната АМР към препарати от групите флуорохинолони, аминогликозиди и карбапенеми е със значително по-високи стойности от обобщените данни за страната и европейските страни за същия период, но е съизмерима с представяните данни от проучвания, касаещи клиники за интензивно лечение12.
Грам-положителни бактерии
S. aureus продължава да се изолира с висока честота от материалите, произхождащи от ДДП на пациенти, хоспитализирани в клиниките за интензивно лечение, като се отбелязва тенденция към нарастване през последните години. Настоящето проучване намира сходна, но по-висока честота на изолираните бактерии от вида, в сравнение с установената в други европейски страни (11.6%), но значително по-ниска в сравнение с установената в други големи наши болници1,11,12. При всички изолирани S.aureus гликопептидите са със съхранена чувствителност.
За разлика от S.aureus при изолираните Enterococcus spp. е установена резистентност към стратегическите гликопептиди, с по-висока честота при E.faecium (VRE – 7.4%), в сравнение с E.faecalis (VRE – 1.8%). Докладваните от съседни страни още по-високи честоти на разпространение на VRE-Enterococcus spp. (Гърция – 19.6%, 2008г.) в условията на интензивен трафик между двете страни, поставя на дневен ред готовността за посрещане на нови предизвикателства, свързани с циркулацията на нови резистентни щамове. Нивата на установена HLRgentamicin резистентност при E.faecium (69.1%) също са значително по-високи, в сравнение с E.faecalis (35.6%) и като цяло съответстват на докладваните от други български болници за същия контингент пациенти. При всички изолирани Enterococcus spp. е установена запазена чувствителност към linezolid.
Антибиотична консумация
Интензивността на прилаганите за етиологична терапия антимикробни средства е изчислена по данни, предоставени от болничната аптека на МБАЛ-София, ВМА. Данните от антибиотичната консумация сочат висока употреба на цефалоспорини от ІІІ-генерация, които са основни индуктори за възникването на ESBLsпродуценти сред представителите на Enterobacterales (табл. 4 и фиг. 1).
Табл. 4. Консумацията на антимикробни средства в МБАЛ-София, ВМА и клиниките за интензивно лечение дефинитивни дневни дози (ДДД)/100 легло-дни (2016-2017 г.)
Легенда: КАИЛ – Катедра „Анестезиология и интензивно лечение”; KИТ – „Клиника интензивна терапия”
От обобщените данни е видно, че като цяло консумацията на цефалоспорини от ІІІ-та генерация е висока, но данните са сходни с установените за страната в същия период. Установена е корелация между антибиотичната консумация на цефалоспорини от ІІІ-та генерация (Ceftriaxone) и нивото на разпространение на ESBLsпродуцентни сред E.coli и K.pneumoniae (р<0.05).
Послания за клиничната практика
1. Основни проблемни изолати при хоспитализираните в клиники за интензивно лечение пациенти, в частност и при инфекциозни процеси, протичащи в ДДП, са Грам-отрицателните бактерии.
2. Проблем при провеждането на ефективна АМТ е съчетаването на различни механизми на резистентност при най-често изолираните Грамотрицателни бактерии, което от своя страна значително стеснява възможностите за провеждане на монотерапия с антибиотици.
3. Прилагането на антибиотични комбинации увеличава риска от нарастване на АМР и от създаване на нови механизми на резистентност.
4. В съчетание с високата антибиотична консумация, провежданата АМТ създава значим риск от бързо нарастваща АМР, респективно клиничен неуспех на провежданото лечение.
5. Мониторирането на етиологичната структура и АМР е основен механизъм за оптимизиране на прилаганите схеми за емпирична АМТ на локално ниво.
6. За ограничаване на АМР от ключово значение са съчетаването на основните компоненти на антибиотичната политика – стриктен контрол на антибиотичната консумация, прилагане на утвърдени схеми за терапевтично поведение, строг хигиенен контрол и не на последно място – непрекъснато обучение на персонала по въпросите на контрола на нозокомиалните инфекции.
Литература:
1. Hanberger H, Arman D, Gill H, et al. Surveillance of antimicrobial resistance in European Intensive Care Units: a first report from the Care-ICU programme for improved infection control. Int Care Med, 35, 2009; 1: 91-100.
2. Procop GW, Church DL, Hall GS et al. Introduction to Microbiology Part ІІ: Guidelines for the Collection, Transport, Processing, Analysis, and Reporting of Cultures fro Specific Specimen. In Koneman’s Color Atlas & Textbook of Diagnocsic Microbiology, 7th Ed., Wolters Kluwer, 2017.
3. Bailey R, Scott E, Finegold S, Baron, E. et al. Diagnostic microbiology. Mosby Company 7th Ed. 1986.
4. Bauer AW, Kirby WMM, Sherris JC, et al. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disc method. Am J Clin Pathol, 1963, 45: 493-496.
5. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A (2007) Bailey & Scott‘s Diagnostic Microbiology 12th Ed. Mosby. eBook ISBN: 9780323075022.
6. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) (2016) European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. V6.0
7. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) (2017) European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. V7.1
8. Jarlier V et all. Extended broad-spectrum β lactamases conferring transferable resistance to newer β lactam agents in Enterobacteriaceae & hospital prevalence and susceptibility patterns. Rev Infect Dis. 1988, 10:867-878.
9. World Health Organization. The anatomical therapeutic chemical classification system with defined daily doses (ATC/DDD). Norway: WHO, 2004. (http://www.who.int/classifications/atcddd/en/).
10. Чалашканов Ц, Бинев К. Вътреболнични инфекции в реанимацията към клиниката по спешна неврохирургия – «Н. И. Пирогов» – причини и насоки за преодоляването им. Сборник научни трудове на ІV Национален конгрес по клинична микробиология на Българската асоциация на микробиолозите, Пловдив, 6-8 април 2006; 89-93.
11. Хайдушка И, Кирина А, Мурджева М и сътр. Антимикробна чувствителност на основните патогени в КАРИТ на УМБАЛ «Св. Георги» – Пловдив за периода 2003 – 2007г. Сборник научни трудове на VІ Национален конгрес по клинична микробиология на Българската асоциация на микробиолозите с международно участие, Пловдив, 3-6 април 2008; 22-24.
12. Стоева Т, Божкова К. Антибиотична резистентност сред бак териалните патогени в клиники за интензивна терапия. Анесте зиология и интензивно лечение, 2011, 2: 3-7.
13. Гергова И. Анализ на структурата на бактериалните инфекции и резистентността на изолираните микроорганизми към антимикробни средства във Военномедицинска академия за 2016г. Информационен журнал на ВМА, 2017.
14. Гергова И. Анализ на структурата на бактериалните инфекции и резистентността на изолираните микроорганизми към антимикробни средства във Военномедицинска академия за 2017г. Информационен журнал на ВМА, 2018.
15. Surveillance Atlas of Infectious Diseases ECDC 2017, https://ecdc.europa. eu/en/surveillance-atlas-infectious-diseases
16. BulSTAR, 2016, https://www.bam-bg.net