Isolierung von Extended-Spectrum β-Lactamase- (ESBL-) produzierenden Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae bei Patienten mit gemeinschaftlich auftretenden Harnwegsinfektionen im Jimma University Specialized Hospital, Südwest Äthiopien

Abstract

Hintergrund. Klebsiella pneumoniae und Escherichia coli sind die wichtigsten ESBL-produzierenden Organismen, die zunehmend als Ursache komplizierter Harnwegsinfektionen isoliert werden und nach wie vor eine wichtige Ursache für das Versagen der Therapie mit Cephalosporinen darstellen und schwerwiegende Folgen für die Infektionskontrolle haben. Zielsetzung. Bewertung der Prävalenz und der Antibiotikaresistenzmuster von ESBL-produzierenden Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae bei gemeinschaftlich auftretenden Harnwegsinfektionen im Jimma University Specialized Hospital, Südwest-Äthiopien, 2016. Methodik. Es wurde eine krankenhausbasierte Querschnittsstudie durchgeführt, und insgesamt 342 Urinproben wurden auf MacConkey-Agar zum Nachweis der ätiologischen Erreger kultiviert. Zum Nachweis von ESBL-produzierenden Stämmen wurden Doppelscheiben-Synergieverfahren (DDS) verwendet. Eine Scheibe Amoxicillin + Clavulansäure (20/10 µg) wurde in der Mitte der Mueller-Hinton-Agarplatte platziert, und Cefotaxim (30 µg) und Ceftazidim (30 µg) wurden in einem Abstand von 20 mm (Mitte zu Mitte) von der Amoxicillin + Clavulansäure-Scheibe platziert. Eine vergrößerte Hemmzone eines der Cephalosporinplättchen auf der Amoxicillin + Clavulansäure zugewandten Seite wurde als ESBL-Produzent betrachtet. Ergebnisse. In der aktuellen Studie wurden bei 23 % (n = 17) der Urinisolate ESBL-produzierende Phänotypen nachgewiesen, von denen 76,5 % (n = 13) auf Escherichia coli und 23,5 % (n = 4) auf K. pneumoniae entfielen. ESBL-produzierende Phänotypen wiesen eine hohe Resistenz gegen Cefotaxim (100 %), Ceftriaxon (100 %) und Ceftazidim (70,6 %) auf, während sowohl ESBL-produzierende als auch nicht-ESBL-produzierende Isolate eine geringe Resistenz gegen Amikacin (9,5 %) zeigten und keine Resistenz gegen Imipenem festgestellt wurde. Bei der Analyse der Risikofaktoren wurde festgestellt, dass eine frühere Antibiotikaeinnahme von mehr als zwei Zyklen im Vorjahr (Odds Ratio (OR), 6,238; 95% Konfidenzintervall (CI), 1,257-30,957; p = 0,025) und rezidivierende Harnwegsinfektionen von mehr als zwei Zyklen in den letzten 6 Monaten oder mehr als drei Zyklen im letzten Jahr (OR, 7,356; 95% CI, 1,429-37,867; p = 0,017) signifikant mit den ESBL-produzierenden Gruppen assoziiert waren. Schlussfolgerung. ESBL-produzierende Stämme mit erweitertem Spektrum wurden in Isolaten aus den Harnwegen nachgewiesen. Das Auftreten von Multiresistenzen gegen Cephalosporine der dritten Generation, Aminoglykoside, Fluorchinolone, Trimethoprim-Sulfamethoxazol und Tetrazykline ist bei ESBL-Produzenten häufiger anzutreffen. Daher sind der Nachweis und die Meldung von ESBL-produzierenden Organismen von größter Bedeutung für die klinische Entscheidungsfindung.

1. Einleitung

Arzneimittelresistente Mikroben aller Art können sich unbemerkt zwischen Menschen und Tieren und von einem Land zum anderen bewegen. Seit dem 21. Jahrhundert geht man davon aus, dass das Auftreten von Extended-Spectrum-β-Lactamase- (ESBL-) produzierenden Bakterien ein zunehmendes Risiko für die Übertragung resistenter Stämme bei Menschen und Tieren darstellt. Dies ist ein besorgniserregendes globales Problem für die öffentliche Gesundheit, da Infektionen, die durch solche enzymproduzierenden Organismen verursacht werden, mit einer höheren Morbidität und Mortalität und einer größeren finanziellen Belastung verbunden sind. Das Problem ist in Entwicklungsländern, in denen Studien zu diesem Thema, die Verfügbarkeit von Arzneimitteln und ihre angemessene Verwendung begrenzt waren und die Resistenzrate hoch war, eindeutig schwerwiegend.

ESBL-produzierende Organismen sind in der Lage, Penicillin, Breitspektrum-Cephalosporine und Monobactame zu hydrolysieren, aber sie beeinträchtigen nicht die Cephamycine oder Carbapeneme, und ihre Aktivität wird durch Clavulansäure gehemmt. Darüber hinaus weisen ESBL-produzierende Organismen häufig Resistenzen gegen andere antimikrobielle Klassen wie Fluorchinolone, Aminoglykoside und Trimethoprim-Sulfamethoxazol auf, was auf damit verbundene Resistenzmechanismen zurückzuführen ist, die entweder chromosomal oder plasmidkodiert sein können. Es wird angenommen, dass die weit verbreitete Verwendung von Cephalosporinen der dritten Generation die Hauptursache für Mutationen in diesen Enzymen ist, die zum Auftreten von plasmidkodierten ESBLs führen. Diese ESBLs wurden durch Plasmide zwischen Bakterien übertragen, die sich wiederum durch klonale Verteilung zwischen Krankenhäusern und Ländern aufgrund der Patientenmobilität verbreiteten.

Das Vorhandensein von ESBLs erschwert die Antibiotikaselektion, insbesondere bei Patienten mit schweren Infektionen, wie Bakteriämie. Der Grund dafür ist, dass ESBL-produzierende Bakterien, auch solche, die aus der Bevölkerung stammen, oft multiresistent gegen verschiedene Antibiotika sind; ein interessantes Merkmal von Isolaten, die CTX-M produzieren (CTX steht für Cefotaximasen und M für München), ist die Kernresistenz gegen Fluorchinolone. ESBLs vom Typ CTX-M wurden als ein Enzym beschrieben, das bevorzugt Cefotaxim gegenüber Ceftazidim hydrolysiert und auch Cefepim mit hoher Effizienz hydrolysiert.

Die Verbreitung und die Belastung durch ESBL-produzierende Bakterien sind in Entwicklungsländern größer. Die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Untersuchung zeigen, dass die gepoolte Prävalenz von therapieassoziierten Infektionen in ressourcenbeschränkten Gebieten (15,5 %) doppelt so hoch ist wie die durchschnittliche Prävalenz in Europa (7,1 %). Zu den plausiblen Gründen für diesen Unterschied gehören die folgenden Bedingungen, die in einkommensschwachen Ländern vorherrschen: überfüllte Krankenhäuser, extensivere Selbstbehandlung und Verwendung von nicht verschreibungspflichtigen antimikrobiellen Mitteln, schlechtere Hygiene im Allgemeinen und insbesondere in Krankenhäusern und weniger wirksame Infektionskontrolle.

Im Vergleich zum Rest der Welt fehlen in afrikanischen Ländern im Allgemeinen umfassende Daten über ESBL-produzierende Enterobacteriaceae. Die tatsächliche Situation der Antibiotikaresistenz ist ebenfalls unklar, da ESBL-produzierende Organismen ebenso wie Nicht-ESBL-Produzenten nicht routinemäßig kultiviert werden und ihre Resistenz gegen Antibiotika nicht getestet werden kann. Daher wurde diese Studie durchgeführt, um die Prävalenz und das Muster der Antibiotikaresistenz von ESBL-produzierenden Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae zu bestimmen, die von Patienten mit Harnwegsinfektionen in der Gemeinde am Jimma University Specialized Hospital im Südwesten Äthiopiens isoliert wurden.

2. Materialien und Methoden

2.1. Studiengebiet und -zeitraum

Die Studie wurde im Jimma University Specialized Hospital (JUSH) in der Stadt Jimma von März bis Juni 2016 durchgeführt. Das Jimma University Specialized Hospital liegt südwestlich von Addis Abeba, der Hauptstadt Äthiopiens, und ist derzeit das einzige Lehrkrankenhaus mit mehr als 300 Betten im Südwesten des Landes.

2.2. Studiendesign und Studienteilnehmer

Eine Querschnittsstudie wurde durchgeführt, um die Prävalenz und das antimikrobielle Resistenzmuster von ESBL-produzierenden E. coli und K. pneumoniae bei ambulant erworbenen Harnwegsinfektionen im Jimma University Specialized Hospital (JUSH) im Südwesten Äthiopiens zu untersuchen. Alle ambulanten Patienten im Alter von ≥15 Jahren mit Verdacht auf Symptome einer Harnwegsinfektion, die innerhalb von 48 Stunden nach der Aufnahme klinisch diagnostiziert wurden, sowie diejenigen, die zur Labordiagnose des Urins aus der Ambulanz kamen, wurden als Studienteilnehmer ausgewählt. Vor der Datenerhebung wurde die schriftliche Einwilligung der Patienten oder ihrer Erziehungsberechtigten eingeholt. Die Patienten, bei denen der Verdacht auf eine Harnwegsinfektion bestand, wurden in Absprache mit den Ärzten identifiziert, indem sie auf den Laboranforderungsformularen „UTI“ als Identifikationsnummer für die Patienten angaben, bei denen der Verdacht auf eine klinisch diagnostizierte Harnwegsinfektion bestand und die zur Durchführung von Urinanalysen ins Labor kamen. Patienten, die innerhalb der letzten 2 Wochen Antibiotika erhalten hatten, wurden ausgeschlossen.

2.3. Definitionen

Als ambulante Infektionen werden Infektionen bezeichnet, die innerhalb von 48 Stunden nach der Krankenhauseinweisung auftreten oder die im ambulanten Bereich auftreten. Solche Infektionen können in zwei Gruppen unterteilt werden. Die erste Gruppe steht im Zusammenhang mit Gesundheitseinrichtungen und umfasst Patienten, die eine intravenöse Behandlung oder spezielle Pflege erhalten, die eine Hämodialysebehandlung oder eine antineoplastische Chemotherapie erhalten haben, die innerhalb der letzten 30 Tage eine Krankenhausklinik aufgesucht haben, die innerhalb der letzten 90 Tage an zwei Tagen in einer Akutklinik aufgenommen wurden, sowie Bewohner von Pflegeheimen oder Langzeitpflegeeinrichtungen. Die zweite Gruppe umfasst echte ambulant erworbene Infektionen bei Patienten, die die oben genannten Kriterien nicht erfüllen.

2.4. Datenerhebung

2.4.1. Soziodemografische und klinische Daten

Soziodemografische und andere klinische Daten wie Alter, Geschlecht, vorheriger Antibiotikagebrauch von mehr als zwei Zyklen pro Jahr, vorherige intravenöse Therapie zu Hause oder in einer Klinik und wiederholte ambulante Krankenhausbesuche in den letzten 30 Tagen, vorheriger Krankenhausaufenthalt in einem Akutkrankenhaus an 2 oder mehr Tagen innerhalb von 90 Tagen, frühere invasive Eingriffe in den Harnwegen, frühere Wundversorgung durch spezialisierte Pflegekräfte oder Angehörige innerhalb der letzten 30 Tage, Vorliegen eines Diabetes mellitus und wiederkehrende Harnwegsinfektionen wurden durch persönliche Befragung des Patienten oder seines Vormunds mit Hilfe eines gut strukturierten Fragebogens vor der Entnahme von Laborproben erhoben.

2.4.2. Sammlung von Labordaten

Insgesamt 342 Mittelstrahlurinproben wurden mit einem sterilen, weithalsigen und auslaufsicheren Behälter gesammelt. Eine 10 µl (0,01 ml) gut gemischte Urinprobe wurde in MacConkey-Agar (Oxoid, UK) beimpft und 24 Stunden lang bei 37°C bebrütet. Die Koloniezahl mit mindestens 105 KBE/ml für einen einzelnen Mittelstrahlurin wurde wie zuvor beschrieben als positive Urinkultur gewertet. Alle Isolate wurden vorab auf ihre Koloniemorphologie, Pigmentproduktion (rosa bis farblose flache oder mukoide Kolonien) und Gram-Färbetechniken (Gram-negative Stäbchen, nicht sporend und nicht verkapselt) untersucht. Die weitere Identifizierung der Isolate erfolgte anhand der Motilitätskonformation und anderer relevanter biochemischer Tests. So wurde ein Isolat als E. coli eingestuft, wenn es Indol (dunkelrosa Ring) und Methylrot positiv, Citrat negativ (keine Veränderung oder grün geblieben) und Harnstoff negativ, Gas und Säure produzierend und beweglich war, und als K. pneumoniae, wenn es Indol und Methylrot negativ, Citrat positiv, Harnstoff langsam produzierend und unbeweglich war. Im Falle einer Verzögerung wurden die isolierten Bakterien bei 2-8°C in der Nährbouillon für nicht mehr als 24 Stunden aufbewahrt, bis der antimikrobielle Empfindlichkeitstest durchgeführt wurde.

2.5. ESBL-Nachweisverfahren

ESBL-produzierende E. coli und K. pneumonia wurden zunächst mit der phänotypischen Methode auf ESBL-Produktion gescreent und dann mit dem phänotypischen Bestätigungstest gemäß den Richtlinien des Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 2014 bestätigt.

2.5.1. Phänotypisches Screening auf ESBL-Produktion

Der ESBL-Screening-Test wurde mit der Standard-Scheibendiffusionsmethode unter Verwendung von Ceftazidim (30 µg), Cefotaxim (30 µg) und Ceftriaxon (30 µg) (Oxoid, UK) durchgeführt. Für das Screening wurde mehr als eine Antibiotikascheibe verwendet, um die Empfindlichkeit des ESBL-Nachweises zu verbessern, wie in den CLSI-Richtlinien 2014 empfohlen. Frisch gewachsene Kolonien wurden in normaler Kochsalzlösung suspendiert, und die Trübung der Suspension wurde auf 0,5 McFarland-Standard eingestellt. Diese Suspension wurde mit einem sterilen Wattestäbchen auf Mueller-Hinton-Agar (Oxoid, UK) beimpft, und dann wurden alle drei oben genannten Antibiotika-Scheiben mit einem Abstand von 20 mm aufgelegt und 16-18 Stunden lang bei 35 ± 2 °C bebrütet. Die Isolate mit reduzierter Empfindlichkeit gegenüber Cefotaxim (Zonendurchmesser von ≤27 mm), Ceftazidim (Zonendurchmesser von ≤22 mm) und Ceftriaxon (Zonendurchmesser von ≤25 mm) um die Scheiben herum wurden als ESBL-Produzenten verdächtigt.

2.5.2. Phänotypische Bestätigung von ESBL-Produzenten

Die Bestätigung von mutmaßlichen ESBL-Produzenten erfolgte mit der Doppelscheiben-Approximations- oder Doppelscheiben-Synergie-Methode (DDS) auf Mueller-Hinton-Agar, wie in den CLSI-Richtlinien 2014 empfohlen. Eine Scheibe Amoxicillin + Clavulansäure (20/10 µg) wurde in der Mitte der Mueller-Hinton-Agar-Platte platziert, und dann wurden Cefotaxim (30 µg) und Ceftazidim (30 µg) in einem Abstand von 20 mm (Mitte zu Mitte) von der Amoxicillin + Clavulansäure-Scheibe auf derselben Platte platziert. Die Platte wurde 24 Stunden lang bei 37oC bebrütet und auf eine Verstärkung oder Ausdehnung der Hemmzone des Oxyimino-β-Lactams untersucht, die durch die Synergie des Clavulanats in der Amoxicillin-Clavulanat-Scheibe verursacht wurde, was als positiv für die ESBL-Produktion interpretiert wurde.

2.6. Antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung

Die antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung wurde mit der Kirby-Bauer-Scheibendiffusionstechnik auf Mueller-Hinton-Agar gemäß den CLSI-Richtlinien 2014 für die folgenden antimikrobiellen Scheiben durchgeführt: Amoxicillin/Clavulansäure (20/10 µg), Cefotaxim (30 µg), Ceftriaxon (30 µg), Ceftazidim (30 µ g), Ampicillin (10 µg), Cephalothin (30 µg), Ciprofloxacin (5 µg), Nalidixinsäure (30 µg), Norfloxacin (10 µg), Gentamycin (10 µg), Amikacin (30 µg), Tetracyclin (30 µg), Trimethoprim-Sulfamethoxazol (1.25/23,75 µg), Imipenem (30 µg) und Chloramphenicol (30 µg) (Oxoid; UK). Die Auswahl der antimikrobiellen Mittel richtet sich nach der Verfügbarkeit und den Empfehlungen des CLSI 2014. Nach Bebrütung der Mueller-Hinton-Agarplatte mit den antimikrobiellen Scheiben über Nacht bei 37 °C wurde die Hemmzone mit einem Lineal gemessen und durch Vergleich mit dem Kirby-Bauer-Diagramm interpretiert. Kontrollstämme (K. pneumoniae ATCC 700603 und Escherichia coli ATCC 25922) wurden verwendet, um die Qualität der antibiotischen Scheiben während der antimikrobiellen Empfindlichkeitstests und der ESBL-Nachweisverfahren zu überwachen.

Multidrug resistance (MDR) ist definiert als Resistenz gegen drei oder mehr Klassen von Antibiotika.

2.7. Datenanalyse

Die Daten wurden mit Hilfe von SPSS Version 16.0 analysiert. Die Unterschiede bei den kategorischen Variablen und den Empfindlichkeitsmustern zwischen den ESBL-produzierenden und den nicht-ESBL-produzierenden Gruppen wurden mit dem Chi-Quadrat-Test (Fisher’s exact) statistisch ausgewertet. Odds Ratios (ORs) und ihre 95%-Konfidenzintervalle (CIs) wurden berechnet, und ein Wert <0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen. Die Ergebnisse wurden in Tabellen dargestellt.

3. Ergebnisse

3.1. Klinische Proben und Isolate

In der aktuellen Studie wurden 74 (21,6%) der Urinproben als positive Urinkultur bestätigt, von denen 63 (85,1%) E. coli und 11 (14,9%) K. pneumoniae waren. Von den 74 positiven Urinkulturen wurden 17 (23,0 %) als positiv für die ESBL-Produktion bestätigt. Auf E. coli entfällt eine große Anzahl von Urinisolaten sowie ein höherer Anteil an ESBL-Produktion (13 (76,5%)) als auf K. pneumoniae (4 (23,5%)). Die meisten bakteriellen Isolate und ein höherer Anteil ESBL-produzierender Stämme wurden von Frauen (12 (70,6%)) als von Männern (5 (29,4%)) isoliert. Das Durchschnittsalter der Patienten, bei denen ESBL-Produzenten nachgewiesen wurden, beträgt 35,07 Jahre (±13,30 SD). Von den gesamten ESBL-Produzenten waren 9 (52.9%) wurden von Patienten isoliert, die älter als 50 Jahre waren (Tabelle 1).

Die Patienten in der ESBL-Gruppe wurden weiter unterteilt in Gruppen, die mit dem Gesundheitswesen in Verbindung gebracht wurden, und solche, die in der Gemeinschaft erworben wurden, und 9 (52,9 %) der ESBL-Isolate wurden von Personen isoliert, die keinen Kontakt zum Gesundheitswesen hatten (Erwerb in der Gemeinschaft), mit einem höheren Anteil an E. coli, 8 (61,5 %) (Tabelle 1).

3.2. Risikofaktoren für Isolationen von ESBL-produzierenden Stämmen

In der aktuellen Studie wurden verschiedene Arten möglicher Risikofaktoren analysiert, aber nur jeder Antibiotikaeinsatz von mehr als zwei Zyklen im Vorjahr (OR = 6,238; 95% CI = 1,257-30,957; p = 0.025) und rezidivierende Harnwegsinfektionen mit mehr als zwei Zyklen in den letzten 6 Monaten oder mehr als drei Zyklen im letzten Jahr (OR = 7,356; 95% CI = 1,429-37,867; p = 0,017) wurden als unabhängige Risikofaktoren für den Erwerb von ESBL-produzierenden Stämmen identifiziert (Tabelle 2).

3.3. Resistenzprofil von ESBL-produzierenden und nicht-ESBL-produzierenden Isolaten

In der aktuellen Studie zeigten ESBL-produzierende Isolate eine höhere Resistenz nicht nur gegenüber Cephalosporinen der dritten Generation, sondern auch gegenüber anderen getesteten antimikrobiellen Wirkstoffen (p = 0,001). Die Resistenzraten gegenüber Cefotaxim, Ceftriaxon und Ceftazidim betragen 100 %, 100 % bzw. 70,6 %. Alle ESBL-produzierenden und nicht-ESBL-produzierenden Isolate waren resistent gegen Ampicillin (Tabelle 3).

3.4. Resistenzprofile von Isolaten aus therapieassoziierten und gemeindeassoziierten Infektionen

Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen, dass es keine Unterschiede in den Resistenzprofilen von Isolaten von Patienten mit therapieassoziierten Infektionen und Isolaten aus reinen gemeindeassoziierten Infektionen für die meisten der getesteten antimikrobiellen Wirkstoffe gibt (Tabelle 4).

3.5. Muster der Multiresistenz von E. coli und K. pneumoniae

In dieser Studie war das Muster der Multiresistenz (≥3 Antibiotikaklassen) unter den ESBL-produzierenden Isolaten stärker ausgeprägt. Bei 82,4 % der ESBL-produzierenden Isolate wurde eine Kreuzresistenz sowohl gegen Co-Trimoxazol als auch gegen Tetracyclin festgestellt, 52,9 % waren gegen Tetracyclin, Fluorchinolone, Co-Trimoxazol, Aminoglycoside und Chloramphenicol-Antibiotika sowie gegen Beta-Lactam-Antibiotika resistent. Die Koexistenz des ESBL-Phänotyps mit 5, 6 bzw. 7 Arten von Nicht-β-Laktam-Antibiotika betrug 11 (64,7 %), 9 (51,9 %) bzw. 4 (23,5 %) (Tabelle 5).

4. Diskussion

Bis vor kurzem wurden ESBL-produzierende Organismen als im Krankenhaus erworbene oder mit dem Gesundheitswesen assoziierte Krankheitserreger betrachtet, d.h., Sie betrafen Patienten, die sich typischerweise in Krankenhäusern oder anderen Gesundheitseinrichtungen aufhielten. In den letzten Jahren haben sich ESBL-produzierende Enterobacteriaceae-Isolate jedoch vom Krankenhaus in die Gemeinschaft verlagert oder wurden bei Gemeinschaftspatienten festgestellt, die zuvor keinen Kontakt mit dem Gesundheitssystem hatten.

In unserer Studie wurde der ESBL-produzierende Phänotyp bei 23 % (17/74) der Urinisolate nachgewiesen, was etwas höher war als ein in Taiwan erzieltes Ergebnis (20,7 %) und höher als die Ergebnisse einer früheren Studie in derselben Gegend, in der der Anteil der ESBL-Produzenten bei ambulanten Patienten 14,3 % betrug. Der höhere Befund in unserer Studie könnte damit zusammenhängen, dass ESBL im Untersuchungsgebiet von Zeit zu Zeit häufiger auftreten.

Im Gegensatz dazu ist der in unserer Studie beobachtete Anteil an ESBL niedriger als in früheren Berichten aus Saudi-Arabien (42,38 %) und Tansania (45,2 %). Der Grund für diesen in unserer Studie beobachteten Rückgang könnte darin liegen, dass nur einzelne Proben von ambulanten Patienten einbezogen wurden. Dieser Grund wird durch die Tatsache unterstützt, dass die Krankenhausumgebung eine Rolle für die Aufrechterhaltung von ESBL-produzierenden Organismen spielt. Darüber hinaus wurde in Saudi-Arabien auch andernorts eine höhere Rate fäkaler ESBL-Produzenten bei stationären Patienten beobachtet, was die Vermutung stützt, dass im Krankenhaus erworbene Isolate eher zu ESBL-Produzenten werden.

Obwohl in unserer Studie keine fortgeschrittenen molekularen Methoden zur Speziesidentifizierung und Charakterisierung der ESBL-Typisierung durchgeführt wurden, entfällt auf Escherichia coli eine große Anzahl von Urinisolaten sowie eine höhere Anzahl von ESBL-Produzenten (76,5 %) als auf K. pneumoniae (23,5 %). Unsere Ergebnisse korrelierten mit den Ergebnissen einer früheren Studie in derselben Gegend, in der drei (75 %) der vier ESBL-Produzenten bei ambulanten Patienten E. coli waren. Eine andere Studie in Israel zeigte ebenfalls, dass die höhere Prävalenz von ESBL-produzierenden Isolaten bei ambulanten Patienten E. coli (57,8 %) betraf.

Eine gemeinschaftliche Herkunft, die diesen Anstieg von ESBLs erklärt, wurde in vielen Erhebungen beobachtet, ist aber in unserem Umfeld schwer genau zu bestimmen, da Erhebungen über die fäkale Besiedlung von Menschen ohne direkte oder indirekte Exposition gegenüber Krankenhäusern selten sind. Dementsprechend spielt der Darm eine herausragende Rolle bei der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen und der Entstehung resistenter Mikroorganismen, die bei gefährdeten Patienten als Folgeerreger von Harnwegsinfektionen auftreten können. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht aus Kamerun zeigte, dass 16 % der ESBL-Isolate fäkal übertragen wurden, wobei es sich bei der Mehrheit (über 80 %) um E. coli handelte. In Saudi-Arabien waren 12,7 % der Isolate ESBL-Produzenten, davon 95,6 % E. coli und 4,4 % K. pneumoniae. Daher sollten bei Patienten, die mit in der Gemeinschaft erworbenen Harnwegsinfektionen ins Krankenhaus eingeliefert werden, die Risikofaktoren für den Erwerb von ESBL-produzierenden Organismen berücksichtigt werden, bevor eine Behandlung eingeleitet wird.

In unserer Studie wurden 52,9 % der ESBL-produzierenden Isolate von Personen isoliert, die in der Vergangenheit keinen Kontakt zum Gesundheitswesen hatten (Erwerb in der Gemeinschaft), wobei der Anteil von E. coli mit 61,5 % höher war. Dieses Ergebnis stimmt mit einem früheren Bericht aus der Schweiz überein, in dem 64 % der Patienten mit ESBL-produzierenden E. coli gemeinschaftlich erworbene und 36 % durch das Gesundheitswesen assoziierte Harnwegsinfektionen aufwiesen, und in Spanien waren 68 % der Fälle gemeinschaftlich erworbene und 32 % durch das Gesundheitswesen assoziierte Fälle.

Die Daten über Risikofaktoren für die Entwicklung einer Infektion mit ESBL-produzierenden Bakterien bei ambulanten Patienten sind in unserem Umfeld sehr spärlich. In unserer Studie wurden jeder Antibiotikaeinsatz von mehr als zwei Zyklen im letzten Jahr (OR = 6,238; 95% CI =1,257-30,957; ) und rezidivierende Harnwegsinfektionen von mehr als zwei Zyklen in den letzten 6 Monaten oder mehr als drei Zyklen im letzten Jahr (OR = 7,356; 95% CI =1,429-37,867; ) als unabhängige Risikofaktoren für die Entwicklung oder den Erwerb von ESBL-produzierenden Organismen identifiziert. Unsere Ergebnisse stehen auch im Zusammenhang mit früheren Studien in Israel. Dies könnte darauf hindeuten, dass die stärkere Exposition gegenüber Antibiotika zur Entwicklung von Selektionsdruck führen kann.

In unserer Studie wiesen 82,4 % der ESBL-produzierenden Isolate eine Multiresistenz gegen verschiedene Antibiotikafamilien wie SXT und Tetracyclin auf. Dieser Befund korreliert mit anderen Studien in Entwicklungsländern wie Tansania, und in Guinea-Bissau waren fast alle ESBL-produzierenden E. coli-Isolate in der Gemeinschaft multiresistent.

Die Multiresistenz dieser Isolate lässt sich möglicherweise dadurch erklären, dass ESBL plasmidvermittelte Enzyme sind, die über Plasmide, Transposons und Integrons multiresistente Gene tragen, und dass sie leicht auf andere Bakterien übertragen werden, die nicht notwendigerweise derselben Spezies angehören, und dass Bakterien mit Mehrfachresistenzen gegen Antibiotika in Krankenhäusern weit verbreitet sind und zunehmend aus der Bevölkerung isoliert werden. Diese Tatsache wird durch jüngste Erhebungen in Kanada und Spanien untermauert, die einen alarmierenden Trend zu assoziierten Resistenzen bei ESBL-produzierenden Organismen, die aus Gemeinschaftseinrichtungen isoliert wurden, aufgezeigt haben, insbesondere bei den CTX-M-Typen, die eine Kernresistenz gegen SXT, Tetracyclin, Gentamicin und Ciprofloxacin aufweisen. Die Ergebnisse unserer Studie stützen somit die Tatsache, dass ESBL-Produzenten nicht nur gegen Cephalosporine der dritten Generation, sondern auch gegen andere Antibiotika aus der Gruppe der Nicht-β-Laktame in hohem Maße resistent sind.

Diese Studie zeigte auch, dass alle ESBL-produzierenden und nicht-ESBL-produzierenden Isolate eine Resistenz gegen Ampicillin aufwiesen. Unser Ergebnis korrelierte mit der Tatsache, dass β-Lactamase-negative Isolate durch andere Mechanismen gegen Ampicillin resistent sein können. Im Gegensatz dazu wurde eine bessere Anfälligkeit gegenüber Amikacin und keine Resistenz gegenüber Imipenem festgestellt. Eine bessere Anfälligkeit für Amikacin wurde auch in früheren Studien in unserem Untersuchungsgebiet festgestellt. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass Amikacin nicht routinemäßig als empirische Therapie eingesetzt wird und dass es keine nennenswerten Kreuzresistenzen mit β-Lactam-Antibiotika gibt.

Obwohl die MHK-Bestimmung resistenter Stämme in unserer Studie nicht durchgeführt wurde, zeigte eine weitere Analyse des antimikrobiellen Resistenzmusters bei Isolaten aus Infektionen, die mit Gesundheitseinrichtungen assoziiert sind, und solchen aus „echten“, in der Gemeinschaft erworbenen Infektionen, dass es keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen im Resistenzmuster gibt (). Die Ähnlichkeit des Resistenzmusters zwischen Isolaten, die mit dem Gesundheitswesen in Verbindung gebracht werden, und „echten“, in der Gemeinschaft erworbenen Isolaten könnte mit der häufigen Verwendung und dem Missbrauch von nicht verschriebenen Antibiotika in der Gemeinschaft sowie in Gesundheitseinrichtungen, insbesondere im privaten Gesundheitssektor, und der gelegentlichen Ausbreitung resistenter Stämme von Gesundheitseinrichtungen auf die Gemeinschaft in unserem Umfeld zusammenhängen. Aus diesem Grund sollten die Gesundheitspolitiker darauf aufmerksam gemacht werden, den rationalen Einsatz von Antibiotika im Gesundheitswesen und in der Bevölkerung zu fördern.

5. Schlussfolgerung

Die in unserer Studie gewonnenen Daten deuten darauf hin, dass ESBL-positive Phänotypen nicht nur bei Patienten vorkommen, die typischerweise in Krankenhäusern oder anderen Gesundheitseinrichtungen waren, sondern auch bei Gemeinschaftspatienten. Coresistenz gegenüber anderen Klassen antimikrobieller Mittel wie Aminoglykosiden, Fluorchinolonen, Co-Trimoxazolen und Tetrazyklinen war ebenfalls häufiger bei ESBL-positiven Phänotypen anzutreffen. Als unabhängige Risikofaktoren für den Erwerb von ESBL-produzierenden Organismen wurden eine Antibiotikaeinnahme von mehr als zwei Zyklen im Vorjahr und rezidivierende Harnwegsinfektionen ermittelt. Unsere Ergebnisse geben somit Anlass, den rationellen Einsatz von Antibiotika im Gesundheitswesen zu fördern und Überwachungsstudien durchzuführen, um die Veränderungen im Muster der antimikrobiellen Resistenz zu überwachen.

5.1. Einschränkungen der Studie

Fortgeschrittene molekulare Methoden zur Speziesidentifizierung und Charakterisierung der ESBL-Typisierung und MHK-Bestimmung resistenter Stämme wurden aufgrund mangelnder Verfügbarkeit nicht durchgeführt.

Datenverfügbarkeit

Alle Daten, die unsere Ergebnisse unterstützen, wurden in das Manuskript aufgenommen. Rohdaten können auf begründete Anfrage vom Studienleiter vorgelegt werden.

Ethische Genehmigung

Die ethische Genehmigung wurde vom Institutional Review Board der Universität Jimma eingeholt.

Einverständniserklärung

Die Informationen zur Studie wurden den Studienteilnehmern in der Landessprache gegeben. Von allen Studienteilnehmern wurde vor der Erhebung der Labordaten eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt, in der sie über das Ziel der Studie informiert wurden. Darüber hinaus wurde allen Prüfärzten zugesichert, die Sicherheit und ordnungsgemäße Versorgung der Studienteilnehmer zu gewährleisten.

Interessenkonflikte

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.

Beiträge der Autoren

MA, GT und AA waren am Studiendesign beteiligt, waren für die Laboranalysen verantwortlich, verfassten das Manuskript und genehmigten die endgültige Version. MA war für die Rekrutierung und Probenahme verantwortlich und analysierte die Daten.

Danksagung

Wir möchten der Universität Jimma, Institut für Gesundheit, für die materielle Unterstützung danken. Wir danken auch allen Studienteilnehmern für ihre Teilnahme an dieser Studie und den Mitarbeitern des JUSH für ihre Unterstützung bei der Probenentnahme und Patienteninformation.