Isolamento de Espectro Estendido β-lactamase- (ESBL-) Produzindo Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae de Pacientes com Infecções do Trato Urinário da Universidade de Jimma, Sudoeste da Etiópia

Abstract

Contexto. Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli são os principais organismos de espectro alargado β-lactamase- (ESBL-) que produzem organismos cada vez mais isolados como causas de infecções complicadas do tracto urinário e continuam a ser uma importante causa de insucesso da terapia com cefalosporinas e a ter graves consequências no controlo das infecções. Objetivo. Avaliar a prevalência e os padrões de resistência aos antibióticos das Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produtoras de ESBL a partir de infecções do trato urinário da comunidade na Universidade de Jimma Hospital especializado, Sudoeste da Etiópia, 2016. Metodologia. Foi realizado um estudo transversal em hospital, e um total de 342 amostras de urina foram cultivadas em ágar MacConkey para a detecção de agentes etiológicos. Métodos de sinergia de disco duplo (DDS) foram utilizados para a detecção de cepas produtoras de ESBL. Um disco de amoxicilina + ácido clavulânico (20/10 µg) foi colocado no centro da placa de ágar Mueller-Hinton, e cefotaxima (30 µg) e ceftazidima (30 µg) foram colocados a uma distância de 20 mm (centro a centro) do disco de amoxicilina + ácido clavulânico. A zona de inibição aumentada de qualquer um dos discos de cefalosporina no lado voltado para a amoxicilina + ácido clavulânico foi considerada como produtor de ESBL. Resultados. No estudo atual, os fenótipos produtores de ESBL foram detectados em 23% (n = 17) dos isolados urinários, dos quais Escherichia coli responde por 76,5% (n = 13) e K. pneumoniae por 23,5% (n = 4). Os fenótipos produtores de ESBL mostraram alta resistência à cefotaxima (100%), ceftriaxona (100%) e ceftazidima (70,6%), enquanto os isolados produtores e não produtores de ESBL mostraram baixa resistência à amikacina (9,5%), e não foi observada resistência ao imipenem. Na análise dos fatores de risco, o uso prévio de antibióticos mais de dois ciclos no ano anterior (odds ratio (OR), 6,238; intervalo de confiança 95% (IC), 1,257-30,957; p = 0,025) e IU recorrente mais de dois ciclos nos últimos 6 meses ou mais de três ciclos no último ano (OR, 7,356; IC 95%, 1,429-37,867; p = 0,017) foram encontrados significativamente associados aos grupos produtores de ESBL. Conclusão. O espectro estendido β-lactamases- (ESBL-) produzindo tensão foi detectado nos isolados do trato urinário. A ocorrência de multirresistência a cefalosporinas de terceira geração, aminoglicosídeos, fluoroquinolonas, trimetoprim-sulfametoxazol e tetraciclinas é mais comum entre os produtores de ESBL. Assim, a detecção e relato de organismos produtores de ESBL têm importância primordial na tomada de decisões clínicas.

1. Introdução

Micróbios resistentes a drogas de todos os tipos podem mover-se entre pessoas e animais, de um país para outro sem aviso prévio. Desde o século XXI, pensa-se que o surgimento de bactérias produtoras de lactamas- (ESBL-) de espectro alargado, β, pode apresentar um risco crescente de transmissão de estirpes resistentes em humanos e animais. Elas são uma questão preocupante de saúde pública global, pois as infecções causadas por esses organismos produtores de enzimas estão associadas a uma maior morbidade e mortalidade e a uma maior carga fiscal. O problema é claramente grave nos países em desenvolvimento onde os estudos sobre este assunto, a disponibilidade de medicamentos e seu uso apropriado foram limitados e a taxa de resistência foi alta .

Os organismos produtores de ESBL são capazes de hidrolisar penicilina, cefalosporinas de amplo espectro e monobactams, mas não afetam as cefamicinas ou carbapenêmicos, e sua atividade é inibida pelo ácido clavulânico. Além disso, os organismos produtores de ESBL estão frequentemente exibindo resistência a outras classes antimicrobianas, tais como fluoroquinolonas, aminoglicosídeos e trimetoprim-sulfametoxazol, devido aos mecanismos de resistência associados, que podem ser cromossomicamente ou codificados com plasmídeos. Acreditava-se que o uso generalizado da cefalosporina de terceira geração fosse a principal causa de mutações nessas enzimas que levam ao surgimento de ESBLs codificadas com plasmídeos. Essas ESBLs foram transferidas entre bactérias por plasmídeos, que por sua vez foram disseminadas por distribuição clonal entre hospitais e países através da mobilidade dos pacientes .

A presença de ESBLs complica a seleção antibiótica, especialmente em pacientes com infecções graves, como a bacteremia. A razão para isto é que as bactérias produtoras de ESBL, incluindo as originárias da comunidade, são frequentemente multiresistentes a vários antibióticos; uma característica interessante dos isolados que produzem CTX-M (CTX significa cefotaximases e M para Munique) é a resistência dos núcleos às fluoroquinolonas. As CTX-M ESBLs têm sido descritas como uma enzima preferencialmente hidrolisante da cefotaxima em relação à ceftazidima e também hidrolisante da cefepima com alta eficiência .

A propagação e a carga das bactérias produtoras de ESBL são maiores nos países em desenvolvimento. Os resultados de uma revisão recente mostraram que a prevalência conjunta de infecções associadas aos cuidados de saúde em ambientes com recursos limitados (15,5%) foi o dobro da prevalência média na Europa (7,1%). Algumas razões plausíveis para esta diferença incluem as seguintes condições que são prevalentes em países de baixa renda: hospitais lotados, autotratamento mais extensivo e uso de antimicrobianos sem prescrição, higiene mais deficiente em geral e particularmente em hospitais, e controle de infecções menos eficaz .

Em comparação com o resto do mundo, geralmente há uma falta de dados abrangentes sobre Enterobactérias produtoras de ESBL em países africanos. A situação real da resistência aos antibióticos também não é clara, uma vez que os organismos produtores de ESBL, bem como os não produtores de ESBL, não são rotineiramente cultivados e a sua resistência aos antibióticos não pode ser testada. Portanto, este estudo foi realizado para determinar a prevalência e padrão de resistência antimicrobiana de Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produtoras de ESBL isoladas de pacientes internados em UTI na Universidade de Jimma, Sudoeste da Etiópia.

2. Materiais e Métodos

2.1. Área e Período de Estudo

O estudo foi realizado no Hospital Especializado da Universidade Jimma (JUSH) na cidade de Jimma, de março a junho de 2016. O hospital especializado da Universidade Jimma está localizado a sudoeste de Adis Abeba, capital da Etiópia, e atualmente é o único hospital de ensino com mais de 300 leitos na parte sudoeste do país.

2.2. Desenho do Estudo e Participantes do Estudo

Foi realizado um estudo transversal para avaliar a prevalência e o padrão de resistência antimicrobiana de E. coli e K. pneumoniae produtoras de ESBL entre as infecções UTI da comunidade no hospital especializado da Universidade de Jimma (JUSH), Sudoeste da Etiópia. Todos os pacientes ambulatoriais com faixas etárias de ≥15 anos e que são suspeitos de sintomas de infecções do trato urinário como diagnosticadas clinicamente dentro de 48 horas após a admissão e aqueles provenientes de departamentos ambulatoriais para diagnóstico laboratorial de urina foram tomados como participantes do estudo. O consentimento informado por escrito foi obtido dos pacientes ou tutores do paciente antes da coleta de dados. Os pacientes suspeitos de sintomas de IU foram identificados através da comunicação com os médicos, uma vez que ele colocou “IU” nos formulários de solicitação do laboratório como números de identificação para os pacientes suspeitos de IU diagnosticados clinicamente e solicitados ao laboratório para exames de urinálise. Os pacientes que receberam antibióticos nas últimas 2 semanas foram excluídos.

2,3. Definições

Infecções na comunidade são infecções definidas que têm um início dentro de 48 horas após a admissão hospitalar ou que estão presentes no ambiente ambulatorial . Tais infecções podem ser divididas em dois grupos. O primeiro grupo está associado a instituições de saúde e inclui pacientes que recebem tratamento intravenoso ou cuidados especializados, aqueles que receberam tratamento de hemodiálise ou quimioterapia antineoplásica, aqueles que frequentaram qualquer clínica hospitalar nos 30 dias anteriores, aqueles que foram internados num centro de cuidados agudos dois dias nos 90 dias anteriores e os residentes de lares ou centros de cuidados prolongados. O segundo grupo representa as infecções realmente adquiridas na comunidade em pacientes que não atendem aos critérios acima mencionados.

2,4. Coleta de dados

2.4.1. Dados Sociodemográficos e Clínicos

Sciodemográficos e outros dados clínicos, como idade, sexo, uso prévio de antibióticos mais de dois ciclos por ano, terapia intravenosa prévia em casa ou em qualquer clínica e consultas ambulatoriais repetidas no hospital nos últimos 30 dias, internação prévia em um centro de tratamento agudo 2 ou mais dias nos 90 dias, Procedimentos invasivos prévios do trato urinário, cuidados prévios com feridas por enfermagem especializada ou família dentro de 30 dias, presença de diabetes mellitus e infecções recorrentes do trato urinário foram coletados através de entrevista presencial do paciente ou responsável pelo paciente, usando um questionário bem estruturado antes da coleta de amostras laboratoriais.

2.4.2. Coleta de dados laboratoriais

Um total de 342 amostras de urina do jato médio foram coletadas com um recipiente esterilizado, de boca larga e à prova de vazamentos. Uma amostra de 10 µl (0,01 ml) de urina bem misturada foi inoculada em ágar MacConkey (Oxoid, UK) e incubada a 37°C por 24 horas. A contagem da colônia com pelo menos 105 UFC/ml para uma única urina de jato médio foi tomada como cultura positiva de urina, como descrito anteriormente. Todos os isolados foram previamente testados pela morfologia da colónia, produção de pigmentos (colónias planas cor-de-rosa a incolor ou mucóides) e técnicas de coloração de Gram (varas Gram-negativas, não-poluentes e não-capsuladas). Outras identificações de isolados foram feitas por conformação de motilidade e outros testes bioquímicos relevantes. Por exemplo, um isolado foi considerado como E. coli quando é indole (anel rosa escuro) e metil-vermelho positivo, citrato negativo (sem alteração ou permaneceu verde) e uréia negativa, produtor de gás e ácido, e motil e foram considerados como K. pneumoniae quando é indole e metil-vermelho negativo, citrato positivo, uréia de produção lenta, e não motil. Em caso de atraso, as bactérias isoladas foram mantidas a 2-8°C no caldo de nutrientes por não mais do que 24 horas até que o teste de sensibilidade antimicrobiana fosse feito.

2,5. Métodos de detecção de ESBL

ESBL produtoras de E. coli e K. pneumonia foram primeiro triadas para produção de ESBL pelo método fenotípico e depois serão confirmadas pelo teste de confirmação fenotípica conforme as diretrizes do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 2014 .

2.5.1. Rastreio fenotípico para produção de ESBL

O teste de rastreio ESBL foi realizado pelo método de difusão em disco padrão usando ceftazidima (30 µg), cefotaxima (30 µg) e ceftriaxona (30 µg) (Oxoid, UK). Mais de um disco antibiótico foi usado para triagem para melhorar a sensibilidade da detecção de ESBLs, como recomendado pelas diretrizes do CLSI 2014 . Colónias recém-criadas foram suspensas em solução salina normal, e a turbidez da suspensão foi ajustada a 0,5 McFarland’s standard. Esta suspensão foi inoculada em ágar Mueller-Hinton (Oxoid, UK) com cotonete esterilizado, e depois todos os três discos de antibióticos acima foram colocados a uma abertura de 20 mm e incubados a 35 ± 2°C durante 16-18 horas. Os isolados com sensibilidade reduzida à cefotaxima (diâmetro da zona de ≤27 mm), ceftazidima (diâmetro da zona de ≤22 mm) e ceftriaxona (diâmetro da zona de ≤25 mm) ao redor dos discos foram suspeitos como produtores de ESBLs .

2.5.2. Confirmação Fenotípica de Produtores de ESBL

Confirmação de produtores suspeitos de ESBLs foi feita usando o método de aproximação de disco duplo ou sinergia de disco duplo (DDS) em ágar Mueller-Hinton, como recomendado pelas diretrizes do CLSI 2014 . Um disco de amoxicilina + ácido clavulânico (20/10 µg) foi colocado no centro da placa de ágar Mueller-Hinton, e depois cefotaxima (30 µg) e ceftazidima (30 µg) foram colocados a uma distância de 20 mm (centro a centro) do disco de amoxicilina + ácido clavulânico na mesma placa. A placa foi incubada a 37oC por 24 horas e examinada para um aumento ou expansão da zona de inibição da oxiimino-β-lactam causada pela sinergia do clavulanato no disco de amoxicilina-clavulanato que foi interpretado como positivo para a produção de ESBL.

2,6. Teste de Susceptibilidade Antimicrobiana

O teste de suscetibilidade antimicrobiana foi feito usando a técnica de difusão do disco Kirby-Bauer em ágar Mueller-Hinton de acordo com as diretrizes CLSI 2014 para os seguintes discos antimicrobianos: amoxicilina/ácido clavulânico (20/10 µg), cefotaxima (30 µg), ceftriaxona (30 µg), ceftazidima (30 µg), ampicilina (10 µg), cefalotina (30 µg), ciprofloxacina (5 µg), ácido nalidíxico (30 µg), norfloxacina (10 µg), gentamicina (10 µg), amikacina (30 µg), tetraciclina (30 µg), trimetoprim-sulfametoxazol (1.25/23,75 µg), imipenem (30 µg), e cloranfenicol (30 µg) (Oxoid; UK). A selecção de agentes antimicrobianos depende da disponibilidade e das recomendações do CLSI 2014 . Após incubação noturna da placa de ágar Mueller-Hinton com discos antimicrobianos a 37°C, a zona de inibição foi medida utilizando uma régua e interpretada através da comparação da tabela de Kirby-Bauer. Cepas de controle (K. pneumoniae ATCC 700603 e Escherichia coli ATCC 25922) foram usadas para monitorar a qualidade dos discos antibióticos durante testes de susceptibilidade antimicrobiana e durante métodos de detecção ESBL.

Resistência a múltiplos medicamentos (MDR) é definida como resistência a três ou mais classes de antibióticos.

2,7. Análise de dados

Os dados foram analisados usando o SPSS versão 16.0. A diferença em variáveis categóricas e padrão de susceptibilidade entre os grupos produtores e não produtores de ESBL foram analisados estatisticamente usando o teste qui-quadrado (exato de Fisher). Os Odds ratios (ORs) e seus intervalos de confiança (ICs) de 95% foram calculados, e o valor <0,05 foi considerado como estatisticamente significativo. Os resultados foram apresentados em tabelas.

3. Resultados

3,1. Amostras clínicas e isolados recuperados

No estudo atual, cerca de 74 (21,6%) das amostras de urina foram confirmadas como cultura positiva de urina, das quais 63 (85,1%) eram E. coli e 11 (14,9%) eram K. pneumoniae. Das 74 culturas positivas de urina, 17 (23,0%) foram confirmadas como positivas para a produção de ESBL. A E. coli representa um grande número de isolados urinários assim como uma proporção maior da produção de ESBL (13 (76,5%)) do que a K. pneumoniae (4 (23,5%)). A proporção máxima de isolados bacterianos e maior proporção de cepas produtoras de ESBL foram isoladas das fêmeas (12 (70,6%)) do que dos machos (5 (29,4%)). A idade média dos pacientes dos quais foram detectados os produtores de ESBL é de 35,07 anos (±13,30 DP). Do total de produtores de ESBL, 9 (52.9%) foram isolados de pacientes com mais de 50 anos de idade (Tabela 1).

3.3. Perfil de resistência dos isolados produtores de ESBL e não produtores de ESBL

No estudo atual, os isolados produtores de ESBL mostraram maior resistência não apenas às cefalosporinas de terceira geração, mas também a outros agentes antimicrobianos testados (p = 0,001). As taxas de resistência à cefotaxima, ceftriaxona e ceftazidima são de 100%, 100% e 70,6%, respectivamente. Todos os isolados produtores e não produtores de ESBL foram resistentes à ampicilina (Tabela 3).

3.4. Perfis de Resistência de Isolados de Associados a Cuidados de Saúde versus Comunitários

O presente estudo mostrou que não existem diferenças nos perfis de resistência de isolados de pacientes que têm histórico de infecções associadas a cuidados de saúde e isolados de infecções puramente adquiridas na comunidade para a maioria dos agentes antimicrobianos testados () (Tabela 4).