Abstract

Sfondo. Klebsiella pneumoniae ed Escherichia coli sono i principali organismi produttori di β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) sempre più spesso isolati come causa di infezioni complicate del tratto urinario e rimangono un’importante causa di fallimento della terapia con cefalosporine e hanno gravi conseguenze sul controllo delle infezioni. Obiettivo. Valutare la prevalenza e i modelli di resistenza agli antibiotici di Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produttori di ESBL da infezioni del tratto urinario di origine comunitaria nell’ospedale specializzato dell’Università di Jimma, Etiopia sud-occidentale, 2016. Metodologia. È stato condotto uno studio trasversale basato sull’ospedale e un totale di 342 campioni di urina sono stati coltivati su agar MacConkey per l’individuazione degli agenti eziologici. I metodi di sinergia a doppio disco (DDS) sono stati utilizzati per il rilevamento dei ceppi produttori di ESBL. Un disco di amoxicillina + acido clavulanico (20/10 µg) è stato posto al centro della piastra di agar Mueller-Hinton, e cefotaxime (30 µg) e ceftazidime (30 µg) sono stati posti a una distanza di 20 mm (da centro a centro) dal disco di amoxicillina + acido clavulanico. La zona di inibizione migliorata di uno qualsiasi dei dischi di cefalosporina sul lato rivolto verso amoxicillina + acido clavulanico è stata considerata come produttore di ESBL. Risultati. Nello studio attuale, i fenotipi produttori di ESBL sono stati rilevati nel 23% (n = 17) degli isolati urinari, di cui Escherichia coli rappresenta il 76,5% (n = 13) e K. pneumoniae il 23,5% (n = 4). I fenotipi produttori di ESBL hanno mostrato un’alta resistenza a cefotaxime (100%), ceftriaxone (100%) e ceftazidime (70,6%), mentre gli isolati produttori di ESBL e non produttori di ESBL hanno mostrato una bassa resistenza all’amikacina (9,5%), e nessuna resistenza è stata vista con imipenem. Nell’analisi dei fattori di rischio, l’uso precedente di antibiotici più di due cicli nell’anno precedente (odds ratio (OR), 6,238; 95% intervallo di confidenza (CI), 1,257-30,957; p = 0,025) e l’UTI ricorrente più di due cicli negli ultimi 6 mesi o più di tre cicli nell’ultimo anno (OR, 7,356; 95% CI, 1,429-37,867; p = 0,017) sono risultati significativamente associati ai gruppi produttori di ESBL. Conclusioni. Il ceppo produttore di β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) è stato rilevato negli isolati del tratto urinario. Il verificarsi di una resistenza multifarmaco alle cefalosporine di terza generazione, agli aminoglicosidi, ai fluorochinoloni, al trimetoprim-sulfametossazolo e alle tetracicline è più comune tra i produttori di ESBL. Quindi, il rilevamento e la segnalazione di organismi produttori di ESBL hanno un’importanza fondamentale nel processo decisionale clinico.

1. Introduzione

I microbi resistenti ai farmaci di tutti i tipi possono muoversi tra le persone e gli animali, da un paese all’altro senza preavviso. Dal 21° secolo, si pensa che l’emergere di batteri produttori di β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) possa presentare un rischio crescente di trasmissione di ceppi resistenti nell’uomo e negli animali. Si tratta di un preoccupante problema di salute pubblica globale, poiché le infezioni causate da tali organismi produttori di enzimi sono associate a una maggiore morbilità e mortalità e a un maggiore onere fiscale. Il problema è chiaramente grave nei paesi in via di sviluppo dove gli studi su questo argomento, la disponibilità dei farmaci e il loro uso appropriato sono limitati e il tasso di resistenza è alto.

Gli organismi produttori di ESBL sono in grado di idrolizzare la penicillina, le cefalosporine ad ampio spettro e i monobattami, ma non colpiscono le cefamicine o i carbapenemi, e la loro attività è inibita dall’acido clavulanico. Inoltre, gli organismi produttori di ESBL mostrano spesso resistenza ad altre classi antimicrobiche come i fluorochinoloni, gli aminoglicosidi e il trimetoprim-sulfametossazolo a causa dei meccanismi di resistenza associati, che possono essere cromosomicamente o codificati da plasmidi. L’uso diffuso della cefalosporina di terza generazione è stato ritenuto la causa principale delle mutazioni in questi enzimi che porta all’emergere delle ESBL codificate su plasmide. Queste ESBL sono state trasferite tra i batteri dai plasmidi, che sono stati a loro volta diffusi dalla distribuzione clonale tra gli ospedali e i paesi attraverso la mobilità dei pazienti.

La presenza di ESBL complica la selezione antibiotica, soprattutto nei pazienti con infezioni gravi, come la batteriemia. Il motivo è che i batteri produttori di ESBL, compresi quelli originari della comunità, sono spesso multiresistenti a vari antibiotici; una caratteristica interessante degli isolati che producono CTX-M (CTX sta per cefotaximases e M per Monaco) è la coresistenza ai fluorochinoloni. Le ESBL di tipo CTX-M sono state descritte come un enzima che idrolizza preferenzialmente il cefotaxime rispetto al ceftazidime e idrolizza anche il cefepime con alta efficienza.

La diffusione e il peso dei batteri produttori di ESBL sono maggiori nei paesi in via di sviluppo. I risultati di una recente revisione hanno mostrato che la prevalenza aggregata delle infezioni associate all’assistenza sanitaria in ambienti con risorse limitate (15,5%) era il doppio della prevalenza media in Europa (7,1%). Alcune ragioni plausibili per questa differenza includono le seguenti condizioni che sono prevalenti nei paesi a basso reddito: ospedali affollati, auto-trattamento più esteso e uso di antimicrobici non prescritti, scarsa igiene in generale e in particolare negli ospedali, e un controllo delle infezioni meno efficace.

In confronto al resto del mondo, c’è generalmente una mancanza di dati completi per quanto riguarda le Enterobacteriaceae che producono ESBL nei paesi africani. Anche la situazione reale della resistenza agli antibiotici non è chiara, poiché gli organismi produttori di ESBL e quelli non produttori di ESBL non sono coltivati di routine e la loro resistenza agli antibiotici non può essere testata. Pertanto, questo studio è stato condotto per determinare la prevalenza e il modello di resistenza antimicrobica di Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produttori di ESBL isolati da pazienti con IVU in comunità presso l’ospedale specializzato dell’Università di Jimma, Etiopia sud-occidentale.

2. Materiali e metodi

2.1. Area e periodo di studio

Lo studio è stato condotto presso il Jimma University Specialized Hospital (JUSH) nella città di Jimma da marzo a giugno, 2016. L’ospedale specializzato dell’Università di Jimma si trova a sud-ovest di Addis Abeba, capitale dell’Etiopia, e attualmente è l’unico ospedale universitario con più di 300 posti letto nella parte sud-occidentale del paese.

2.2. Uno studio trasversale è stato condotto per valutare la prevalenza e il modello di resistenza antimicrobica di E. coli e K. pneumoniae produttori di ESBL tra le infezioni IVU di origine comunitaria nell’ospedale specializzato dell’Università di Jimma (JUSH), nel sud-ovest dell’Etiopia. Tutti i pazienti ambulatoriali con età ≥15 anni e che sono sospettati di sintomi di infezioni del tratto urinario come diagnosticato clinicamente entro 48 ore dal ricovero e quelli provenienti da ambulatori per la diagnosi di laboratorio delle urine sono stati presi come partecipanti allo studio. Il consenso informato scritto è stato ottenuto dai pazienti o dai tutori del paziente prima della raccolta dei dati. I pazienti che erano sospettati di sintomi di UTI sono stati identificati comunicando con i medici come lui/lei ha messo “UTI” sui moduli di richiesta di laboratorio come numeri di identificazione per quei pazienti sospettati di UTI come diagnosticati clinicamente e richiesti al laboratorio per le analisi delle urine. I pazienti che hanno ricevuto antibiotici nelle ultime 2 settimane sono stati esclusi.

2.3. Definizioni

Le infezioni di origine comunitaria sono definite infezioni che hanno un esordio entro 48 ore dal ricovero in ospedale o che si presentano in ambiente ambulatoriale. Tali infezioni possono essere divise in due gruppi. Il primo gruppo è associato alle istituzioni sanitarie e comprende i pazienti che ricevono un trattamento endovenoso o cure specialistiche, quelli che hanno ricevuto un trattamento di emodialisi o chemioterapia antineoplastica, quelli che hanno frequentato una qualsiasi clinica ospedaliera nei 30 giorni precedenti, quelli che sono stati ricoverati in un centro di cura per acuti due giorni nei 90 giorni precedenti e i residenti di case di cura o centri di assistenza a lungo termine. Il secondo gruppo rappresenta le infezioni realmente contratte in comunità in pazienti che non soddisfano i criteri di cui sopra.

2.4. Raccolta dei dati
2.4.1. Dati sociodemografici e clinici

Dati sociodemografici e altri dati clinici come età, sesso, precedente uso di antibiotici più di due cicli all’anno, precedente terapia endovenosa a casa o in qualsiasi clinica e ripetute visite ambulatoriali in ospedale negli ultimi 30 giorni, precedente ricovero in un centro per acuti 2 o più giorni nei 90 giorni, precedenti procedure invasive del tratto urinario, precedente cura delle ferite da parte di personale infermieristico specializzato o della famiglia entro 30 giorni, presenza di diabete mellito, e infezioni ricorrenti del tratto urinario sono stati raccolti tramite intervista faccia a faccia del paziente o del tutore del paziente utilizzando un questionario ben strutturato prima della raccolta del campione di laboratorio.

2.4.2. Raccolta dei dati di laboratorio

Sono stati raccolti un totale di 342 campioni di urina a metà percorso con un contenitore sterile, a bocca larga e a prova di perdite. Un campione di urina di 10 µl (0,01 ml) ben mescolato è stato inoculato in agar MacConkey (Oxoid, UK) e incubato a 37°C per 24 ore. La conta delle colonie con almeno 105 CFU/ml per una singola urina a metà percorso è stata presa come urinocoltura positiva come descritto in precedenza. Tutti gli isolati sono stati preliminarmente esaminati in base alla morfologia delle colonie, alla produzione di pigmenti (colonie piatte o mucoidi da rosa a incolori) e alle tecniche di colorazione Gram (bastoncini Gram-negativi, non sporigeni e non incapsulati). Ulteriori identificazioni degli isolati sono state fatte dalla conformazione della motilità e da altri test biochimici rilevanti. Per esempio, un isolato è stato considerato come E. coli quando è indolo (anello rosa scuro) e metil-rosso positivo, citrato negativo (nessun cambiamento o è rimasto verde) e urea negativo, produttore di gas e acido, e motile e sono stati considerati come K. pneumoniae quando è indolo e metil-rosso negativo, citrato positivo, urea lento produttore, e nonmotile. In caso di ritardo, i batteri isolati sono stati tenuti a 2-8°C nel brodo nutritivo per non più di 24 ore fino a quando è stato fatto il test di sensibilità antimicrobica.

2.5. Metodi di rilevamento delle ESBL

E. coli e K. pneumonia produttori di ESBL sono stati prima sottoposti a screening per la produzione di ESBL con il metodo fenotipico e poi saranno confermati dal test fenotipico di conferma come da linee guida 2014 del Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).

2.5.1. Screening fenotipico per la produzione di ESBL

Il test di screening ESBL è stato eseguito con il metodo standard di diffusione su disco utilizzando ceftazidime (30 µg), cefotaxime (30 µg), e ceftriaxone (30 µg) (Oxoid, UK). Per lo screening sono stati utilizzati più dischi di antibiotici per migliorare la sensibilità del rilevamento delle ESBL, come raccomandato dalle linee guida CLSI 2014. Le colonie appena cresciute sono state sospese in una soluzione salina normale e la torbidità della sospensione è stata regolata a 0,5 McFarland standard. Questa sospensione è stata inoculata su agar Mueller-Hinton (Oxoid, Regno Unito) con un tampone di cotone sterile, e poi tutti i tre dischi di antibiotici di cui sopra sono stati collocati a una distanza di 20 mm e incubati a 35 ± 2°C per 16-18 ore. Gli isolati con ridotta suscettibilità al cefotaxime (diametro della zona di ≤27 mm), ceftazidime (diametro della zona di ≤22 mm), e ceftriaxone (diametro della zona di ≤25 mm) intorno ai dischi sono stati sospettati come produttori di ESBLs.

2.5.2. Conferma fenotipica dei produttori di ESBL

La conferma dei sospetti produttori di ESBLs è stata fatta utilizzando il metodo di approssimazione a doppio disco o di sinergia a doppio disco (DDS) su Mueller-Hinton agar, come raccomandato dalle linee guida CLSI 2014 . Un disco di amoxicillina + acido clavulanico (20/10 µg) è stato posto al centro della piastra Mueller-Hinton Agar, e poi cefotaxime (30 µg) e ceftazidime (30 µg) sono stati posti a una distanza di 20 mm (da centro a centro) dal disco di amoxicillina + acido clavulanico sulla stessa piastra. La piastra è stata incubata a 37oC per 24 ore ed esaminata per un aumento o un’espansione della zona di inibizione dell’oxyimino-β-lattamico causata dalla sinergia del clavulanato nel disco amoxicillina-clavulanato che è stato interpretato come positivo per la produzione di ESBL.

2.6. Test di suscettibilità antimicrobica

Il test di suscettibilità antimicrobica è stato effettuato utilizzando la tecnica di diffusione a dischi Kirby-Bauer su agar Mueller-Hinton secondo le linee guida CLSI 2014 per i seguenti dischi antimicrobici: amoxicillina/acido clavulanico (20/10 µg), cefotaxime (30 µg), ceftriaxone (30 µg), ceftazidime (30 µ g), ampicillina (10 µg), cefalotina (30 µg), ciprofloxacina (5 µg), acido nalidixico (30 µg), norfloxacina (10 µg), gentamicina (10 µg), amikacina (30 µg), tetraciclina (30 µg), trimetoprim-sulfametossazolo (1.25/23.75 µg), imipenem (30 µg), e cloramfenicolo (30 µg) (Oxoid; UK). Le selezioni degli agenti antimicrobici dipendono dalla disponibilità e dalle raccomandazioni del CLSI 2014 . Dopo l’incubazione overnight della piastra di agar Mueller-Hinton con dischi antimicrobici a 37°C, la zona di inibizione è stata misurata utilizzando un righello e interpretata confrontando la tabella di Kirby-Bauer. I ceppi di controllo (K. pneumoniae ATCC 700603 e Escherichia coli ATCC 25922) sono stati utilizzati per monitorare la qualità dei dischi antibiotici durante i test di suscettibilità antimicrobica e durante i metodi di rilevamento delle ESBL.

La resistenza multi-farmaco (MDR) è definita come resistenza a tre o più classi di antibiotici.

2.7. Analisi dei dati

I dati sono stati analizzati utilizzando SPSS versione 16.0. La differenza nelle variabili categoriche e il modello di suscettibilità tra i gruppi produttori di ESBL e non produttori di ESBL sono stati analizzati statisticamente utilizzando il test chi-quadrato (esatto di Fisher). Sono stati calcolati gli odds ratio (OR) e i loro intervalli di confidenza (CI) al 95%, e il valore <0,05 è stato considerato statisticamente significativo. I risultati sono stati presentati in tabelle.

3. Risultati

3.1. Campioni clinici e isolati recuperati

Nello studio attuale, circa 74 (21,6%) dei campioni di urina sono stati confermati come urinocoltura positiva, di cui 63 (85,1%) erano E. coli e 11 (14,9%) erano K. pneumoniae. Su 74 colture di urine positive, 17 (23,0%) sono state confermate come positive per la produzione di ESBL. E. coli rappresenta un gran numero di isolati urinari e una percentuale più alta di produzione di ESBL (13 (76,5%)) rispetto a K. pneumoniae (4 (23,5%)). Il massimo di isolati batterici e la proporzione più alta di ceppi produttori di ESBL sono stati isolati da femmine (12 (70,6%)) rispetto ai maschi (5 (29,4%)). L’età media dei pazienti in cui sono stati rilevati produttori di ESBL è di 35,07 anni (±13,30 SD). Dal totale dei produttori di ESBL, 9 (52.9%) sono stati isolati da pazienti di età superiore ai 50 anni (Tabella 1).

Caratteristiche Totale isolato N (%) ESBLs-positive (n = 17) ESBLs-negativo (n = 57) valore
Gruppi di età e sesso
Età 15-49 51 (68.9%) 8 (47.1%) 43 (75.4%) 0.130
≥50 23 (31,1%) 9 (52,9%) 14 (24,6%)
Sesso Femmina 53 (71.6%) 12 (70,6%) 41 (71,9%) 0,874
Maschio 21 (28.4%) 5 (29,4%) 16 (28,1%)
Organismi
E. coli 63 (85,1%) 13 (76,5%) 50 (87.7%) 0,263
K. pneumoniae 11 (14,9%) 4 (23,5%) 7 (12.3%)
Distribuzione
Acquisite in comunità 49 (66.2%) 9 (52,9%) 40 (70,2%) 0,192
Accidentale 25 (33,8%) 8 (47,1%) 17 (29.8%)
Tabella 1
Distribuzione di E. coli e K. pneumoniae produttori di ESBL e non produttori di ESBL isolati da infezioni del tratto urinario di comunità in JUSH, Etiopia sud-occidentale, 2016.

I pazienti del gruppo ESBL sono stati ulteriormente suddivisi in gruppi associati all’assistenza sanitaria e acquisiti in comunità, e 9 (52,9%) degli isolati ESBL sono stati isolati da individui che non hanno una storia di contatto sanitario (acquisizione comunitaria), con una percentuale più alta di E. coli, 8 (61,5%) (Tabella 1).

3.2. Fattori di rischio per l’isolamento di ceppi produttori di ESBL

Nello studio attuale, sono stati analizzati diversi tipi di possibili fattori di rischio, ma solo qualsiasi uso di antibiotici più di due cicli nell’anno precedente (OR = 6,238; 95% CI = 1,257-30,957; p = 0.025) e UTI ricorrenti più di due cicli negli ultimi 6 mesi o più di tre cicli nell’ultimo anno (OR = 7,356; 95% CI = 1,429-37,867; p = 0,017) sono stati identificati come fattori di rischio indipendenti per l’acquisizione di ceppi produttori di ESBL (Tabella 2).

Variabili Categoria ESBL-positive ESBLs-negativo OR (95% CI) p value
Gruppi di età 15-49 8 (47.1%) 43 (75.4%) 0.130
≥50 9 (52.9%) 14 (24.6%)
Sesso Femmina 12 (70.6%) 41 (71,9%) 0,874
Maschio 5 (29,4%) 16 (28.1%)
Fattori di rischio associati all’assistenza sanitaria
Uso di antibiotici più di due cicli nell’anno precedente 13 (76.5%) 27 (47.37%) 6.238 (1.257-30.957) 0.025
No 4 (23,5%) 30 (52,63%)
Terapia endovenosa precedente a casa o qualsiasi clinica entro 30 giorni 3 (17,6%) 7 (12.3%) 0.608
No 14 (82.4%) 50 (87.7%)
Ripetuta visita ambulatoriale o assistenza in ospedale entro 30 giorni 2 (11.76%) 10 (17,5%) 0,829
No 15 (88,23%) 47 (82.5%)
Precedente ricovero in un centro per acuti >2 giorni entro 90 giorni 1 (5.9%) 1 (1,8%) 0,532
No 16 (94,1%) 56 (98.2%)
Storia di procedura invasiva del tratto urinario entro l’anno precedente 0 1 (1.8%) 0.966
No 17 (100%) 56 (98.2%)
Precedente ferita o assistenza infermieristica specializzata entro 30 giorni 1(5.9%) 1 (1,8%) 0,495
No 16 (94,1%) 56 (98.2%)
Malattie sottostanti
Presenza di diabete mellito 5 (29.4%) 9 (15.8%) 0.815
No 12 (70,6%) 48 (84.2%)
UTI ricorrente >due cicli negli ultimi 6 mesi o >tre cicli nell’ultimo anno 7 (41,2%) 8 (14,0%) 7.356 (1.429-37.867) 0.015
No 10 (58.8%) 49 (86.0%)
OR: odds ratio, CI: intervallo di confidenza, valore inferiore a 0,05.
Tabella 2
Caratteristiche dei pazienti infettati da E. coli e K. pneumoniae produttori di ESBLs e non produttori di ESBLs tra le infezioni del tratto urinario di comunità a JUSH, Etiopia sud-occidentale, 2016.

3.3. Profilo di resistenza degli isolati produttori di ESBL e non produttori di ESBL

Nello studio attuale, gli isolati produttori di ESBL hanno mostrato una maggiore resistenza non solo verso le cefalosporine di terza generazione ma anche verso altri agenti antimicrobici testati (p = 0,001). I tassi di resistenza a cefotaxime, ceftriaxone e ceftazidime sono 100%, 100% e 70,6%, rispettivamente. Tutti gli isolati produttori di ESBL e non produttori di ESBL erano resistenti all’ampicillina (tabella 3).

Antibiotici Totale R (N%) ESBL-positivi (n = 17) (N%) ESBL-negativo (n = 57) (N%) valore
R R S R S
Cefotaxime 18 (24.3%) 17 (100%) 0 1(1.8%) 56 (98.2%) 0.001
Ceftriaxone 17 (23.0%) 17 (100%) 0 0 57 (100%) 0,001
Ceftazidime 16 (21,6%) 12 (70,6%) 5 (29.4%) 4 (7,0%) 53 (93,0%) 0,001
AMC 27 (36,5%) 14 (82,4%) 3 (17,6%) 13 (22.8%) 44 (77,2%) 0,001
Cephalothin 53 (71,6%) 17 (100%) 0 36 (63,2%) 21 (36,8%) 0.051
Ampicillina 74 (100%) 17 (100%) 0 57 (100%) 0
Gentamicina 17 (23%) 11 (64.7%) 6 (35,3%) 6 (10,5%) 51 (89,5%) 0,001
Amikacin 7 (9,5%) 4 (23,5%) 13 (76,5%) 3 (5.3%) 54 (94,7%) 0,024
NA 38 (51,4%) 13 (76,5%) 4 (23,5%) 25 (43,9%) 32 (56,1%) 0.001
CIP 24 (32,4%) 13 (76,5%) 4 (23,5%) 11 (19.3%) 46 (80,7%) 0,001
Norfloxacina 23 (31.1%) 13 (76,5%) 4 (23,5%) 10 (17,5%) 47 (82,5%) 0,001
SXT 41 (55,4%) 14 (82,4%) 3(17.6%) 27 (47.4%) 30 (52.6%) 0.001
Tetraciclina 45 (60.8%) 14 (82.4%) 3 (17.6%) 31 (54.4%) 26 (45.6%) 0.021
C 30 (40.5%) 12 (70.6%) 5 (29.4%) 18 (31.6%) 39 (68.4%) 0.004
Imipenem 0 0 17 (100%) 0 57 (100%)
R: resistente, S: sensibile, AMC: acido amoxicillina-clavulanico, NA: acido nalidixico, CIP: ciprofloxacina, SXT: trimetoprim-sulfametossazolo, C: cloramfenicolo.
Tabella 3
Profili di resistenza degli isolati di Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produttori di ESBL e non produttori di ESBL in JUSH, Sud Ovest dell’Etiopia.

3.4. Profili di resistenza di isolati da assistenza sanitaria-associati contro comunità-acquistati

I risultati dello studio attuale hanno mostrato che non ci sono differenze nei profili di resistenza degli isolati da pazienti che hanno storia di infezioni associate all’assistenza sanitaria e quelli isolati da pura comunità-acquistati infezioni per la maggior parte degli agenti antimicrobici testati () (tabella 4).

Antibiotici Totale R (N%) Associate all’assistenza sanitaria Comunitarieacquisito valore
R R S R S
Cefotaxime 18 (24.3%) 9 (36%) 16 (64%) 9 (18,4%) 40 (81,6%) 0,168
Ceftriaxone 17 (23.0%) 9 (36%) 16 (64%) 9 (18.4%) 40 (81.6%) 0.168
Ceftazidime 16 (21,6%) 9 (36%) 16 (64%) 7 (14.3%) 42 (85,7%) 0,041
AMC 27 (36,5%) 10 (40%) 15 (60%) 17 (36,7%) 32 (65,3%) 0.799
Cefalotina 53 (71,6%) 18 (72%) 7 (28%) 35 (71,4%) 14 (28,6%) 1.000
Ampicillina 74 (100%) 25(100%) 0 49 (100%) 0
Gentamicina 17 (23%) 9 (36%) 16 (64%) 8 (16.3%) 41 (83,7%) 0,080
Amikacin 7 (9.5%) 4 (16%) 21 (84%) 3 (6,1%) 46 (93,9%) 0,217
NA 38 (51.4%) 14 (56%) 11 (44%) 24 (49%) 25 (51%) 0.628
CIP 24 (32,4%) 9 (36%) 16 (64%) 15 (30.6%) 34 (69,4%) 0,793
Norfloxacina 23 (31,1%) 9 (36%) 16 (64%) 14 (28,6%) 35 (71,4%) 0.793
SXT 41 (55,4%) 15 (60%) 10 (40%) 26 (53,1%) 23 (46,9%) 1.000
Tetraciclina 45 (60.8%) 14 (56%) 11 (44%) 31 (54.4%) 18 (45.6%) 0.610
C 30 (40.5%) 14 (56%) 11 (44%) 16 (32.6%) 33 (67.4%) 0.079
Imipenem 0 0 25 (100%) 0 49 (100%)
R: resistente, S: sensibile, AMC: amoxicillina-acido clavulanico, NA: acido nalidixico, CIP: ciprofloxacina, SXT: trimetoprim-sulfametossazolo, C: cloramfenicolo.
Tabella 4
Profili di resistenza degli isolati di origine sanitaria rispetto a quelli di origine comunitaria a JUSH, nel sud-ovest dell’Etiopia.

3.5. 3.5. Modello di resistenza ai farmaci di E. coli e K. pneumoniae

In questo studio, il modello di resistenza ai farmaci (≥3 classi di antibiotici) era più prevalente tra gli isolati produttori di ESBL. Nella nostra scoperta, l’82,4% degli isolati produttori di ESBL hanno mostrato una resistenza incrociata sia al co-trimoxazolo che alla tetraciclina, con il 52,9% resistente alla tetraciclina, ai fluorochinoloni, al co-trimoxazolo, agli aminoglicosidi e alle classi di antibiotici del cloramfenicolo più i gruppi di antibiotici beta-lattamici. Coesistenza di fenotipo ESBL con 5, 6 e 7 tipi di antibiotici non-β-lattamici erano 11 (64,7%), 9 (51,9%) e 4 (23,5%), rispettivamente (Tabella 5).

Classi di antibiotici Tasso di MDR (N (%))
Beta-lattami + SXT, T 14 (82.4%)
Beta-lattami + SXT, T, NA 13 (76,5%)
Beta-lattami + SXT, T, NA, CIP, GEN 11 (64.7%)
Beta-lattami + SXT, T, NA, CIP, GEN, C 9 (52,9%)
Beta-lattami + SXT, T, NA, CIP, GEN, AK, C 4 (23.5%)
Beta-lattami: (ampicillina, cefalotina, amoxicillina-acido clavulanico, cefotaxime, ceftazidime e ceftriaxone), GEN: gentamicina, AK: amikacina, CIP: ciprofloxacina, SXT: trimetoprim-sulfametossazolo, T: tetraciclina, NA: acido nalidixico, C: cloramfenicolo.
Tabella 5
Frequenza del modello di resistenza multi-farmaco degli isolati produttori di ESBL da pazienti con IVU di comunità in JUSH, sud-ovest dell’Etiopia.

4. Discussione

Fino a poco tempo fa, gli organismi produttori di ESBL erano visti come patogeni acquisiti in ospedale o associati all’assistenza sanitaria, cioè, colpendo pazienti che erano stati tipicamente negli ospedali o in altre strutture sanitarie. Tuttavia, negli ultimi anni, gli isolati di Enterobacteriaceae produttori di ESBL si sono spostati dall’ospedale alla comunità o sono stati riconosciuti in pazienti della comunità che non avevano avuto alcun contatto precedente con il sistema sanitario.

Nel nostro studio, il fenotipo produttore di ESBL è stato rilevato nel 23% (17/74) degli isolati urinari, che era leggermente superiore a un risultato ottenuto a Taiwan (20,7%) e superiore a quello di uno studio precedente nella stessa area, in cui le proporzioni di produttori di ESBL da pazienti ambulatoriali erano 14,3%. Il risultato più alto nel nostro studio può essere correlato con le maggiori distribuzioni di ESBL di volta in volta nell’area di studio.

Al contrario, le proporzioni di ESBL osservate nel nostro studio sono inferiori a quelle dei rapporti precedenti in Arabia Saudita (42,38%) e in Tanzania (45,2%). Le ragioni di questo calo osservato nel nostro studio possono essere spiegate dall’inclusione di soli campioni singoli da pazienti ambulatoriali. Questa ragione è supportata dal fatto che l’ambiente ospedaliero ha giocato un ruolo nel mantenimento degli organismi produttori di ESBL. Inoltre, un più alto tasso di trasporto fecale di produttori di ESBL tra i pazienti ricoverati è stato osservato anche altrove in Arabia Saudita, che supporta la nozione che gli isolati acquisiti in ospedale hanno maggiori probabilità di diventare produttori di ESBL.

Anche se i metodi molecolari avanzati per l’identificazione delle specie e le caratterizzazioni di tipizzazione ESBL non sono stati condotti nel nostro studio, Escherichia coli rappresenta un gran numero di isolati urinari e un numero maggiore di produzione ESBL 76,5% rispetto a K. pneumoniae 23,5%. Il nostro risultato è stato correlato al precedente studio nella stessa area, in cui tre (75%) dei quattro produttori di ESBL da pazienti ambulatoriali erano E. coli. Un altro studio in Israele ha anche mostrato che la prevalenza più alta di isolati produttori di ESBL da pazienti ambulatoriali era per E. coli (57,8%).

Un’origine comunitaria che spiega questo aumento di ESBL è stata osservata in molte indagini, ma nella nostra impostazione è difficile da accertare con precisione, come indagini di colonizzazione fecale tra gli esseri umani senza esposizione diretta o indiretta dell’ospedale sono scarse. Di conseguenza, l’intestino gioca un ruolo di primo piano nello sviluppo della resistenza agli antibiotici e l’emergere di microrganismi resistenti che possono essere agenti successivi di infezione urinaria in pazienti vulnerabili. Un recente rapporto dal Camerun ha mostrato il 16% di trasporto fecale di isolati ESBLs con la maggior parte (oltre l’80%) di questi sono E. coli, e in Arabia Saudita 12,7% isolati erano produttori di ESBLs, di cui 95,6% erano E. coli e 4,4% erano K. pneumoniae . Pertanto, nei pazienti ricoverati in ospedale con UTI acquisite in comunità, i fattori di rischio per l’acquisizione di organismi produttori di ESBL dovrebbero essere considerati prima di iniziare il trattamento.

Nel nostro studio, il 52,9% degli isolati produttori di ESBL sono stati isolati da individui che non hanno una storia di contatto sanitario (acquisizione in comunità), con una percentuale maggiore di E. coli, 61,5%. Questo risultato è in accordo con il precedente rapporto fatto in Svizzera, dove il 64% dei pazienti con E. coli produttori di ESBL aveva acquisito in comunità e il 36% aveva UTI associate all’assistenza sanitaria, e in Spagna il 68% aveva acquisito in comunità e il 32% comprendeva casi associati all’assistenza sanitaria.

I dati riguardanti i fattori di rischio per lo sviluppo di infezioni con batteri produttori di ESBL tra i pazienti ambulatoriali sono molto scarsi nelle nostre impostazioni. Nel nostro studio, qualsiasi uso di antibiotici più di due cicli nell’anno precedente (OR = 6.238; 95% CI =1.257-30.957; ) e UTI ricorrenti più di due cicli negli ultimi 6 mesi, o più di tre cicli nell’ultimo anno (OR = 7.356; 95% CI =1.429-37.867; ) sono stati identificati come fattori di rischio indipendenti per lo sviluppo o l’acquisizione di organismi produttori di ESBL. Il nostro risultato è anche correlato con gli studi precedenti in Israele. Questo può suggerire che la maggiore esposizione agli antibiotici può portare allo sviluppo di pressioni di selezione.

Nel nostro studio, l’82,4% degli isolati produttori di ESBL ha mostrato resistenza multifarmaco a diverse famiglie di antibiotici come SXT e tetraciclina. Questo risultato è correlato ad altri studi in paesi in via di sviluppo come la Tanzania, e in Guinea-Bissau, quasi tutti gli isolati di E. coli produttori di ESBL nella comunità erano resistenti a più farmaci.

La natura della resistenza multifarmaco di questi isolati può essere spiegata dal fatto che le ESBL sono enzimi mediati da plasmidi che trasportano geni multiresistenti tramite plasmide, trasposone e integrone e sono anche facilmente trasferiti ad altri batteri, non necessariamente della stessa specie, e i batteri con resistenze multiple agli antibiotici sono ampiamente distribuiti negli ospedali e sempre più isolati dalla comunità. Questo fatto supportato da recenti indagini dal Canada e dalla Spagna ha illustrato una tendenza allarmante di resistenza associata tra gli organismi produttori di ESBL isolati da siti di comunità, in particolare quelli che producono tipi CTX-M, che hanno esibito la coresistenza a SXT, tetraciclina, gentamicina e ciprofloxacina. Così, i risultati del nostro studio supportano bene il fatto che i produttori di ESBL conferiscono alti livelli di resistenza non solo alle cefalosporine di terza generazione, ma anche ad altri antibiotici del gruppo non-β-lattamici.

Questo studio ha anche rivelato che tutti gli isolati produttori di ESBL e non produttori di ESBL hanno mostrato resistenza all’ampicillina. La nostra scoperta è correlata al fatto che gli isolati β-lattamasi-negativi possono essere resistenti all’ampicillina attraverso altri meccanismi. Al contrario, è stata notata una migliore suscettibilità all’amikacina e nessuna resistenza è stata osservata con l’imipenem. Una migliore suscettibilità all’amikacina è stata notata anche nello studio precedente nella nostra area di studio. Questo può essere spiegato dall’assenza dell’uso di routine dell’amikacina come terapia empirica e dalla sua assenza di notevole resistenza incrociata con i gruppi di antibiotici β-lattamici.

Anche se la determinazione MIC dei ceppi resistenti non è stata condotta nel nostro studio, ulteriori analisi del modello di resistenza antimicrobica tra gli isolati da infezioni associate alle istituzioni sanitarie e quelli da “vere” infezioni contratte in comunità hanno mostrato che non ci sono differenze tra i due gruppi nel modello di resistenza (). La somiglianza nel modello di resistenza tra gli isolati associati all’assistenza sanitaria e gli isolati “veri” acquisiti in comunità può essere legata all’uso frequente e all’abuso di antibiotici non prescritti nella comunità e nelle strutture sanitarie, soprattutto nei settori sanitari privati, e alla diffusione nel tempo di ceppi resistenti dalle istituzioni sanitarie alla comunità nel nostro ambiente. Pertanto, questa scoperta dà un’attenzione da parte dei responsabili della politica sanitaria per promuovere l’uso razionale degli antibiotici nelle impostazioni sanitarie così come nella comunità.

5. Conclusione

I dati ottenuti nel nostro studio indicano che i fenotipi ESBL-positivi erano prevalenti non solo i pazienti che erano stati tipicamente in ospedali o altre strutture sanitarie ma anche in pazienti della comunità. Coresistenza ad altre classi di agenti antimicrobici come aminoglicosidi, fluorochinoloni, co-trimoxazolo e tetracicline era anche più comune tra i fenotipi ESBL positivi. Qualsiasi uso di antibiotici più di due cicli nell’anno precedente e le IVU ricorrenti sono stati identificati come fattori di rischio indipendenti per l’acquisizione di organismi produttori di ESBL. Così, la nostra scoperta dà un’attenzione per promuovere l’uso razionale di antibiotici in ambienti sanitari e studi di sorveglianza al fine di monitorare i cambiamenti nel modello di resistenza antimicrobica.

5.1. Limitazioni dello studio

I metodi molecolari avanzati per l’identificazione delle specie e la caratterizzazione della tipizzazione ESBL e la determinazione della MIC dei ceppi resistenti non sono stati condotti a causa della mancanza di disponibilità.

Data Availability

Tutti i dati che supportano i nostri risultati sono stati incorporati nel manoscritto. I dati grezzi possono essere presentati dal ricercatore principale su richiesta ragionevole.

Approvazione etica

L’approvazione etica è stata ottenuta dal Jimma University Institutional Review Board.

Consenso

Le informazioni sullo studio sono state date nella lingua locale ai partecipanti. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i partecipanti allo studio spiegando loro l’obiettivo dello studio prima di raccogliere i dati di laboratorio. Inoltre, tutti gli investigatori sono stati assicurati per garantire la sicurezza e la cura adeguata dei partecipanti allo studio.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Contributi degli autori

MA, GT e AA hanno partecipato al disegno dello studio, erano responsabili delle analisi di laboratorio, hanno redatto il manoscritto e approvato la versione finale. MA è stato responsabile del reclutamento e del campionamento e ha analizzato i dati.

Riconoscimenti

Vorremmo ringraziare l’Università di Jimma, Istituto della Salute, per il supporto materiale. Ringraziamo anche tutti i partecipanti allo studio per la loro partecipazione a questo studio e il personale del JUSH per il loro sostegno nel facilitare la raccolta dei campioni e le informazioni sui pazienti.