Abstract

Bakgrund. Klebsiella pneumoniae och Escherichia coli är de viktigaste extended-spectrum β-lactamas- (ESBL-) producerande organismerna som allt oftare isoleras som orsaker till komplicerade urinvägsinfektioner och förblir en viktig orsak till misslyckad behandling med cefalosporiner och har allvarliga konsekvenser för infektionskontrollen. Syfte. Att bedöma prevalensen och antibiotikaresistensmönster hos ESBL-producerande Escherichia coli och Klebsiella pneumoniae från urinvägsinfektioner som uppstått i samhället på Jimma University Specialized hospital, sydvästra Etiopien, 2016. Metodik. En sjukhusbaserad tvärsnittsstudie genomfördes, och totalt 342 urinprover odlades på MacConkey-agar för påvisande av etiologiska agens. DDS-metoder (Double-disk synergy) användes för upptäckt av ESBL-producerande stammar. En skiva med amoxicillin + clavulansyra (20/10 µg) placerades i mitten av Mueller-Hinton-agarplattan, och cefotaxim (30 µg) och ceftazidim (30 µg) placerades på ett avstånd av 20 mm (från centrum till centrum) från skivan med amoxicillin + clavulansyra. Förstärkt inhibitionszon för någon av cefalosporinskivorna på den sida som vetter mot amoxicillin + clavulansyra ansågs vara ESBL-producent. Resultat. I den aktuella studien upptäcktes ESBL-producerande fenotyper hos 23 % (n = 17) av urinisolat, varav Escherichia coli står för 76,5 % (n = 13) och K. pneumoniae för 23,5 % (n = 4). ESBL-producerande fenotyper uppvisade hög resistens mot cefotaxim (100 %), ceftriaxon (100 %) och ceftazidim (70,6 %), medan både ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande isolat uppvisade låg resistens mot amikacin (9,5 %) och ingen resistens sågs mot imipenem. I riskfaktoranalysen visade sig tidigare antibiotikaanvändning mer än två cykler under det föregående året (oddskvot (OR), 6,238; 95 % konfidensintervall (KI), 1,257-30,957; p = 0,025) och återkommande urinvägsinfektion mer än två cykler under de senaste sex månaderna eller mer än tre cykler under det senaste året (OR, 7,356; 95 % KI, 1,429-37,867; p = 0,017) vara signifikant förknippade med de ESBL-producerande grupperna. Slutsats. Extended-spectrum β-laktamas- (ESBL-)producerande stammar upptäcktes i urinvägsisolat. Förekomsten av multiresistens mot tredje generationens cefalosporiner, aminoglykosider, fluorokinoloner, trimetoprim-sulfametoxazol och tetracykliner är vanligare bland ESBL-producenter. Därför har upptäckt och rapportering av ESBL-producerande organismer största betydelse för det kliniska beslutsfattandet.

1. Introduktion

Läkemedelsresistenta mikrober av alla slag kan förflytta sig bland människor och djur, från ett land till ett annat utan förvarning. Sedan 2000-talet tror man att uppkomsten av bakterier som producerar extended-spectrum β-lactamas (ESBL) kan innebära en ökad risk för överföring av resistenta stammar till människor och djur. Detta är ett oroväckande globalt folkhälsoproblem eftersom infektioner orsakade av sådana enzymproducerande organismer är förknippade med högre sjuklighet och dödlighet och större skattebörda. Problemet är uppenbart allvarligt i utvecklingsländer där studier om detta ämne, tillgången på läkemedel och dess lämpliga användning var begränsad och där resistensen var hög .

ESBL-producerande organismer kan hydrolysera penicillin, bredspektrumcefalosporiner och monobaktammar, men de påverkar inte cefamyciner eller karbapenemer, och deras aktivitet hämmas av clavulansyra. Dessutom uppvisar ESBL-producerande organismer ofta resistens mot andra antimikrobiella klasser, t.ex. fluorokinoloner, aminoglykosider och trimetoprim-sulfametoxazol, på grund av associerade resistensmekanismer, som kan vara kromosomalt eller plasmidkodade . Den utbredda användningen av tredje generationens cefalosporiner tros vara den främsta orsaken till mutationer i dessa enzymer som leder till uppkomsten av plasmidkodade ESBL. Dessa ESBL överfördes mellan bakterier genom plasmider, som i sin tur spreds genom klonfördelning mellan sjukhus och länder genom patientrörlighet .

Närvaron av ESBL försvårar antibiotikavalet, särskilt hos patienter med allvarliga infektioner, såsom bakteriemi. Orsaken till detta är att ESBL-producerande bakterier, även de som har sitt ursprung i samhället, ofta är multiresistenta mot olika antibiotika; ett intressant särdrag hos isolat som producerar CTX-M (CTX står för cefotaximas och M för Munich) är coresistens mot fluorokinoloner. ESBL av typen CTX-M har beskrivits som ett enzym som företrädesvis hydrolyserar cefotaxim framför ceftazidim och även hydrolyserar cefepim med hög effektivitet.

Spridningen och bördan av ESBL-producerande bakterier är större i utvecklingsländerna. Resultaten av en nyligen genomförd genomgång visade att den sammanlagda prevalensen av vårdrelaterade infektioner i resursbegränsade miljöer (15,5 %) var dubbelt så hög som den genomsnittliga prevalensen i Europa (7,1 %). Några plausibla orsaker till denna skillnad är följande förhållanden som är vanliga i låginkomstländer: överfulla sjukhus, mer omfattande självbehandling och användning av receptfria antimikrobiella medel, sämre hygien i allmänhet och särskilt på sjukhus samt mindre effektiv smittskydd .

I jämförelse med resten av världen finns det generellt sett en brist på heltäckande uppgifter om ESBL-producerande Enterobacteriaceae i afrikanska länder. Den verkliga situationen när det gäller antibiotikaresistens är inte heller klar eftersom ESBL-producerande organismer liksom icke-ESBL-producerande organismer inte odlas rutinmässigt och deras resistens mot antibiotika inte kan testas. Därför genomfördes den här studien för att fastställa prevalensen och det antimikrobiella resistensmönstret hos ESBL-producerande Escherichia coli och Klebsiella pneumoniae som isolerats från UTI-patienter med samhällsrelaterad urinvägsinfektion vid Jimma University Specialized Hospital i sydvästra Etiopien.

2. Material och metoder

2.1. Studieområde och period

Studien genomfördes på Jimma University Specialized Hospital (JUSH) i Jimma stad från mars till juni 2016. Jimma University specialized hospital ligger sydväst om Addis Abeba, Etiopiens huvudstad, och är för närvarande det enda undervisningssjukhuset med mer än 300 bäddar i den sydvästra delen av landet.

2.2. Studiedesign och studiedeltagare

En tvärsnittsstudie genomfördes för att utvärdera prevalensen och det antimikrobiella resistensmönstret hos ESBL-producerande E. coli och K. pneumoniae bland samhällsrelaterade UTI-infektioner på Jimma University Specialized hospital (JUSH) i sydvästra Etiopien. Alla öppenvårdspatienter med åldersgrupper ≥15 år och som misstänks ha symtom på urinvägsinfektioner enligt klinisk diagnos inom 48 timmar efter intagningen och de som kommer från öppenvårdsavdelningar för laboratoriediagnostik av urin togs som studiedeltagare. Skriftligt informerat samtycke inhämtades från patienterna eller patientens vårdnadshavare före datainsamlingen. De patienter som misstänktes ha symtom på urinvägsinfektion identifierades genom att kommunicera med läkarna som skrev ”UTI” på laboratorieförfrågningsblanketterna som identifikationsnummer för de patienter som misstänktes ha urinvägsinfektion enligt klinisk diagnos och som begärdes till laboratoriet för urinanalyser. Patienter som fått antibiotika under de senaste två veckorna uteslöts.

2.3. Definitioner

Samhällsrelaterade infektioner är definierade infektioner som har en debut inom 48 timmar efter sjukhusintag eller som uppträder i öppenvårdsmiljö . Sådana infektioner kan delas in i två grupper. Den första gruppen är förknippad med vårdinrättningar och omfattar patienter som får intravenös behandling eller specialiserad vård, de som fått hemodialysbehandling eller antineoplastisk kemoterapi, de som besökt någon sjukhusklinik under de senaste 30 dagarna, de som varit inlagda på en akutvårdscentral två dagar under de senaste 90 dagarna och boende på vårdhem eller långtidsvårdscentraler. Den andra gruppen utgörs av verkligt samhällsförvärvade infektioner hos patienter som inte uppfyller ovan nämnda kriterier.

2.4. Datainsamling
2.4.1. Sociodemografiska och kliniska data

Sociodemografiska och andra kliniska data såsom ålder, kön, tidigare antibiotikaanvändning mer än två cykler per år, tidigare intravenös behandling i hemmet eller på någon klinik och upprepade öppenvårdsbesök på sjukhus under de senaste 30 dagarna, tidigare sjukhusvistelse på en akutvårdscentral 2 eller fler dagar under de 90 dagarna, tidigare invasiva ingrepp i urinvägarna, tidigare sårvård av specialiserad sjuksköterska eller familj inom 30 dagar, förekomst av diabetes mellitus och återkommande urinvägsinfektioner samlades in genom personliga intervjuer med patienten eller patientens vårdnadshavare med hjälp av ett välstrukturerat frågeformulär före insamling av laboratorieprover.

2.4.2. Insamling av laboratoriedata

Totalt 342 urinprover i mitten av urinströmmen samlades in med en steril, bred mynning och läckagesäker behållare. Ett 10 µl (0,01 ml) välblandat urinprov inokulerades i MacConkey-agar (Oxoid, UK) och inkuberades vid 37 °C i 24 timmar. Koloninantalet med minst 105 CFU/ml för en enskild urin i mitten av urinstråket betraktades som en positiv urinodling enligt tidigare beskrivning . Alla isolat undersöktes preliminärt med hjälp av deras kolonimorfologi, pigmentproduktion (rosa till färglösa platta eller slemmiga kolonier) och gramfärgningstekniker (gramnegativa stavar, icke-sporerande och icke-inkapslade). Ytterligare identifiering av isolaten gjordes genom konformation av motilitet och andra relevanta biokemiska tester. Ett isolat ansågs t.ex. vara E. coli när det är indol (mörkrosa ring) och metylrött positivt, citratnegativt (ingen förändring eller förblev grönt) och ureanegativt, gas- och syraproducerande och rörligt, och det ansågs vara K. pneumoniae när det är indol- och metylrött negativt, citratpositivt, ureaproducerande och icke rörligt. Vid förseningar förvarades de isolerade bakterierna vid 2-8 °C i näringsbuljong i högst 24 timmar tills det antimikrobiella känslighetstestet utfördes.

2.5. ESBL-detektionsmetoder

ESBL-producerande E. coli och K. pneumonia screenades först för ESBL-produktion med den fenotypiska metoden och kommer sedan att bekräftas med det fenotypiska bekräftelsetestet enligt Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) riktlinjer 2014.

2.5.1. Fenotypisk screening för ESBL-produktion

Screeningtestet för ESBL utfördes med hjälp av standardmetoden för diskdiffusion genom användning av ceftazidim (30 µg), cefotaxim (30 µg) och ceftriaxon (30 µg) (Oxoid, UK). Mer än en antibiotikadisk användes för screening för att förbättra känsligheten för ESBL-detektion, i enlighet med CLSI:s riktlinjer från 2014. Nyodlade kolonier suspenderades i normal koksaltlösning och suspensionens turbiditet justerades till 0,5 McFarland’s standard. Denna suspension inokulerades på Mueller-Hinton-agar (Oxoid, UK) med en steril bomullspinne, och sedan placerades alla de tre ovan nämnda antibiotikaskivorna med ett avstånd på 20 mm och inkuberades vid 35 ± 2 °C i 16-18 timmar. Isolaten med minskad känslighet för cefotaxim (zondiameter ≤27 mm), ceftazidim (zondiameter ≤22 mm) och ceftriaxon (zondiameter ≤25 mm) runt skivorna misstänktes vara ESBL-producenter .

2.5.2. Fenotypisk bekräftelse av ESBL-producenter

Bekräftelse av misstänkta ESBL-producenter gjordes med hjälp av metoden double-disk approximation eller double-disk synergy (DDS) på Mueller-Hinton agar, enligt rekommendationerna i CLSI:s riktlinjer 2014 . En skiva med amoxicillin + clavulansyra (20/10 µg) placerades i mitten av Mueller-Hinton Agar-plattan, och sedan placerades cefotaxim (30 µg) och ceftazidim (30 µg) på ett avstånd av 20 mm (centrum till centrum) från skivan med amoxicillin + clavulansyra på samma platta. Plattan inkuberades vid 37oC i 24 timmar och undersöktes för en förstärkning eller utvidgning av inhiberingszonen för oxyimino-β-laktam som orsakades av synergieffekten av clavulanatet i amoxicillin-klavulanatskivan, vilket tolkades som positivt för ESBL-produktion.

2.6. Testning av antimikrobiell känslighet

Testning av antimikrobiell känslighet gjordes med hjälp av Kirby-Bauer diskdiffusionsteknik på Mueller-Hinton agar enligt CLSI:s riktlinjer 2014 för följande antimikrobiella skivor: amoxicillin/clavulansyra (20/10 µg), cefotaxim (30 µg), ceftriaxon (30 µg), ceftazidim (30 µg), ampicillin (10 µg), cefalothin (30 µg), ciprofloxacin (5 µg), nalidixinsyra (30 µg), norfloxacin (10 µg), gentamycin (10 µg), amikacin (30 µg), tetracyklin (30 µg), trimetoprim-sulfametoxazol (1.25/23,75 µg), imipenem (30 µg) och kloramfenikol (30 µg) (Oxoid; UK). Valet av antimikrobiella medel beror på tillgången och rekommendationerna från CLSI 2014 . Efter inkubation över natten av Mueller-Hinton-agarplattan med antimikrobiella skivor vid 37 °C mättes inhibitionzonen med hjälp av en linjal och tolkades genom att jämföra Kirby-Bauer-diagrammet. Kontrollstammar (K. pneumoniae ATCC 700603 och Escherichia coli ATCC 25922) användes för att övervaka kvaliteten på antibiotikadiskarna under testning av antimikrobiell känslighet och under ESBL-detektionsmetoder.

Multidrug resistens (MDR) definieras som resistens mot tre eller fler klasser av antibiotika .

2.7. Dataanalys

Data analyserades med hjälp av SPSS version 16.0. Skillnaden i kategoriska variabler och känslighetsmönster mellan ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande grupper analyserades statistiskt med hjälp av chi-kvadrat (Fisher’s exact) test. Oddsförhållanden (OR) och deras 95-procentiga konfidensintervall (CIs) beräknades, och värde <0,05 betraktades som statistiskt signifikant. Resultaten presenterades i tabeller.

3. Resultat

3.1. Kliniska prover och isolat som återfanns

I den aktuella studien bekräftades cirka 74 (21,6 %) av urinproverna som positiva urinodlingar, varav 63 (85,1 %) var E. coli och 11 (14,9 %) var K. pneumoniae. Av de 74 positiva urinodlingarna bekräftades 17 (23,0 %) som positiva för ESBL-produktion. E. coli står för ett stort antal urinisolat och en högre andel ESBL-produktion (13 (76,5 %)) än K. pneumoniae (4 (23,5 %)). Flest bakterieisolat och högre andel ESBL-producerande stammar isolerades från kvinnor (12 (70,6 %)) än män (5 (29,4 %)). Medelåldern hos de patienter från vilka ESBL-producenter upptäcktes är 35,07 år (±13,30 SD). Av de totala ESBL-producenterna var 9 (52.9 %) isolerades från patienter som var äldre än 50 år (tabell 1).

Karakteristik Total isolat N (%) ESBLs-positiv (n = 17) ESBLs-negativ (n = 57) värde
Ålders- och könsgrupper
Ålder 15-49 51 (68.9%) 8 (47.1%) 43 (75.4%) 0.130
≥50 23 (31.1%) 9 (52.9%) 14 (24.6%)
Kön Kvinnlig Femlig 53 (71.6%) 12 (70.6%) 41 (71.9%) 0.874
Man 21 (28.4%) 5 (29.4%) 16 (28.1%)
Organismer
E. coli 63 (85,1%) 13 (76,5%) 50 (87.7%) 0.263
K. pneumoniae 11 (14.9%) 4 (23.5%) 7 (12.3%)
Distribution
Samhällsförvärvade 49 (66.2%) 9 (52,9%) 40 (70,2%) 0,192
Vårdrelaterade 25 (33,8%) 8 (47,1%) 17 (29.8%)
Tabell 1
Tabell 1
Fördelning av ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande E. coli och K. pneumoniae som isolerats från samhällsrelaterade urinvägsinfektioner i JUSH, sydvästra Etiopien, 2016.

Patienterna i ESBL-gruppen delades vidare in i vårdassocierade och samhällsförvärvade grupper, och 9 (52,9 %) av ESBL-isolat isolerades från individer som inte har någon historia av vårdkontakt (samhällsförvärv), med en högre andel E. coli, 8 (61,5 %) (tabell 1).

3.2. Riskfaktorer för isoleringar av ESBL-producerande stammar

I den aktuella studien analyserades olika typer av möjliga riskfaktorer, men endast all antibiotikaanvändning mer än två cykler under det föregående året (OR = 6,238; 95 % CI = 1,257-30,957; p = 0.025) och återkommande UTI mer än två cykler under de senaste sex månaderna eller mer än tre cykler under det senaste året (OR = 7,356; 95 % CI = 1,429-37,867; p = 0,017) identifierades som oberoende riskfaktorer för förvärv av ESBL-producerande stammar (tabell 2).

Variabler Kategori ESBLs-positiv ESBLs-negativ OR (95% CI) p-värde
Åldersgrupper 15-49 8 (47.1%) 43 (75.4%) 0.130
≥50 9 (52.9%) 14 (24.6%)
Kön Kvinna 12 (70.6%) 41 (71.9%) 0.874
Man 5 (29.4%) 16 (28.1%)
Hälsovårdsrelaterade riskfaktorer
Någon antibiotikaanvändning mer än två cykler under föregående år Ja 13 (76.5%) 27 (47.37%) 6.238 (1.257-30.957) 0.025
Nej 4 (23,5 %) 30 (52,63 %)
Preciserad intravenös behandling i hemmet eller på någon klinik inom 30 dagar Ja 3 (17,6 %) 7 (12.3%) 0.608
Nej 14 (82.4%) 50 (87.7%)
Upprepat öppenvårdsbesök eller vård på sjukhus inom 30 dagar Ja 2 (11.76%) 10 (17,5%) 0,829
Nej 15 (88,23%) 47 (82.5%)
Förra sjukhusvistelse på akutmottagning >2 dagar inom 90 dagar Ja 1 (5.9%) 1 (1.8%) 0.532
Nej 16 (94.1%) 56 (98.2%)
Historia av invasiva ingrepp i urinvägarna under det senaste året Ja 0 1 (1.8%) 0.966
Nej 17 (100%) 56 (98.2%)
Förre sår- eller specialiserad omvårdnad inom 30 dagar Ja 1(5.9%) 1 (1.8%) 0.495
Nej 16 (94.1%) 56 (98.2%)
Underliggande sjukdomar
Förekomst av diabetes mellitus Ja 5 (29.4%) 9 (15.8%) 0.815
Nej 12 (70.6%) 48 (84.2%)
Recidiverande urinvägsinfektion >två cykler under de senaste 6 månaderna eller > tre cykler under det senaste året Ja 7 (41,2%) 8 (14,0%) 7.356 (1.429-37.867) 0.015
Nej 10 (58.8%) 49 (86.0%)
OR: oddskvot, CI: konfidensintervall, värde mindre än 0,05.
Tabell 2
Karakteristik av patienter som infekterats med ESBLs-producerande och icke-ESBLs-producerande E. coli och K. pneumoniae bland samhällsrelaterade urinvägsinfektioner i JUSH, sydvästra Etiopien, 2016.

3.3. Resistensprofil hos ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande isolat

I den aktuella studien uppvisade ESBL-producerande isolat högre resistens inte bara mot tredje generationens cefalosporiner utan även mot andra testade antimikrobiella medel (p = 0,001). Resistensen mot cefotaxim, ceftriaxon och ceftazidim är 100 %, 100 % respektive 70,6 %. Alla ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande isolat var resistenta mot ampicillin (tabell 3).

Antibiotika Total R (N%) ESBL-positiva (n = 17) (N%) ESBL-positiva.negativ (n = 57) (N%) värde
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
Ampicillin 74 (100%) 17 (100%) 0 57 (100%) 0
Gentamicin 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
Norfloxacin 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
Tetracyklin 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: resistent, S: känslig, AMC: amoxicillin-klavulansyra, NA: nalidixinsyra, CIP: ciprofloxacin, SXT: trimetoprim-sulfametoxazol, C: kloramfenikol.
Tabell 3
Resistansprofiler hos ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande Escherichia coli- och Klebsiella pneumoniae-isolat i JUSH i sydvästra Etiopien.

3.4. Resistansprofiler hos isolat från vårdrelaterade respektive samhällsförvärvade infektioner

Den aktuella studien visade att det inte finns några skillnader i resistensprofiler hos isolat från patienter som har en historia av vårdrelaterade infektioner och isolat från rena samhällsförvärvade infektioner för de flesta av de testade antimikrobiella medlen () (tabell 4).

Antibiotika Total R (N%) Sjukvårdsrelaterade Samhällsrelaterade Samhällsrelateradeförvärvat värde
R R S R S
Cefotaxime 18 (24.3%) 9 (36%) 16 (64%) 9 (18,4%) 40 (81,6%) 0,168
Ceftriaxon 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
Cephalothin 53 (71,6%) 18 (72%) 7 (28%) 35 (71,4%) 14 (28,6%) 1.000
Ampicillin 74 (100%) 25(100%) 0 49 (100%) 0
Gentamicin 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
Norfloxacin 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
Tetracyklin 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: resistent, S: känslig, AMC: amoxicillin-klavulansyra, NA: nalidixinsyra, CIP: ciprofloxacin, SXT: trimetoprim-sulfametoxazol, C: kloramfenikol.
Tabell 4
Resistansprofiler hos isolat från sjukvårdsassocierade respektive verkliga samhällsförvärvade isolat i JUSH, sydvästra Etiopien.

3.5. Mönster för multiresistens hos E. coli och K. pneumoniae

I denna studie var mönstret för multiresistens (≥3 antibiotikaklasser) vanligare bland de ESBL-producerande isolaten. I vårt resultat visade 82,4 % av de ESBL-producerande isolaten korsresistens mot både co-trimoxazol och tetracyklin, med 52,9 % coresistenta mot tetracyklin, fluorokinoloner, co-trimoxazol, aminoglykosider och kloramfenikol-klasserna av antibiotika plus beta-laktamgrupper av antibiotika. Samexistens av ESBL-fenotyp med 5, 6 och 7 typer av icke-β-laktamantibiotika var 11 (64,7 %), 9 (51,9 %) respektive 4 (23,5 %) (tabell 5).

Antibiotikaklasser MDR-frekvens (N (%))
Beta-laktamer + SXT, T 14 (82.4%)
Beta-laktamer + SXT, T, NA 13 (76,5%)
Beta-laktamer + SXT, T, NA, CIP, GEN 11 (64.7%)
Beta-laktamer + SXT, T, NA, CIP, GEN, C 9 (52,9%)
Beta-laktamer + SXT, T, NA, CIP, GEN, AK, C 4 (23.5%)
Beta-laktamer: (ampicillin, cefalothin, amoxicillin-klavulansyra, cefotaxim, ceftazidim och ceftriaxon), GEN: gentamicin, AK: amikacin, CIP: ciprofloxacin, SXT: trimetoprim-sulfametoxazol, T: tetracyklin, NA: nalidixinsyra, C: kloramfenikol.
Tabell 5
Frekvens av multiresistensmönster hos ESBL-producerande isolat från UTI-patienter med samhällsrelaterad urinvägsinfektion i JUSH, sydvästra Etiopien.

4. Diskussion

Intill nyligen betraktades ESBL-producerande organismer som sjukhusförvärvade eller vårdrelaterade patogener, dvs, som drabbar patienter som vanligtvis har vistats på sjukhus eller andra vårdinrättningar. På senare år har dock ESBL-producerande Enterobacteriaceae-isolat förflyttats från sjukhus till samhället eller har upptäckts hos samhällspatienter som inte tidigare haft någon kontakt med hälso- och sjukvården .

I vår studie påvisades ESBL-producerande fenotyper hos 23 % (17/74) av urinisolat, vilket var något högre än ett resultat som erhållits i Taiwan (20,7 %) och högre än tidigare studier som gjorts i samma område, där andelen ESBL-producerande från polikliniker var 14,3 % . Det högre resultatet i vår studie kan vara relaterat till den större spridningen av ESBL från tid till annan i undersökningsområdet.

Däremot är andelen ESBL som observerades i vår studie lägre än i tidigare rapporter i Saudiarabien (42,38 %) och i Tanzania (45,2 %) . Orsakerna till denna nedgång som observerades i vår studie kan förklaras av att endast enstaka prover från enbart öppenvården inkluderades. Detta skäl stöds av det faktum att sjukhusmiljön spelar en roll för upprätthållandet av ESBL-producerande organismer. Dessutom observerades en högre andel av ESBL-producerande bakterier i avföring bland inpatienter på andra ställen i Saudiarabien, vilket stöder uppfattningen att sjukhusförvärvade isolat har större sannolikhet att bli ESBL-producerande.

Och även om avancerade molekylära metoder för artidentifiering och karakterisering av ESBL-typning inte genomfördes i vår studie, står Escherichia coli för ett stort antal urinisolat samt ett högre antal ESBL-producerande organismer 76,5 % än K. pneumoniae 23,5 %. Vårt resultat korrelerade med resultatet från en tidigare studie i samma område, där tre (75 %) av de fyra ESBL-producenterna från polikliniska patienter var E. coli . En annan studie i Israel visade också att högre prevalens av ESBL-producerande isolat från polikliniska patienter var för E. coli (57,8 %) .

Ett samhälleligt ursprung som förklarar denna ökning av ESBL har observerats i många undersökningar, men i vår miljö är det svårt att fastställa det exakt, eftersom undersökningar av fekal kolonisering bland människor utan direkt eller indirekt sjukhusexponering är sällsynta. Följaktligen spelar tarmen en framträdande roll i utvecklingen av antibiotikaresistens och uppkomsten av resistenta mikroorganismer som kan vara efterföljande agenter för urininfektion hos sårbara patienter . En nyligen publicerad rapport från Kamerun visade att 16 % av isolaten i avföringen var ESBL-isolat, varav majoriteten (över 80 %) var E. coli, och i Saudiarabien var 12,7 % av isolaten ESBL-producerande, varav 95,6 % var E. coli och 4,4 % var K. pneumoniae . Därför bör man hos patienter som läggs in på sjukhus med samhällsförvärvade urinvägsinfektioner ta hänsyn till riskfaktorerna för att förvärva ESBL-producerande organismer innan behandlingen inleds.

I vår studie isolerades 52,9 % av de ESBL-producerande isolaten från personer som inte har någon historik av vårdkontakt (samhällsförvärv), med en högre andel E. coli, 61,5 %. Detta resultat stämmer överens med den tidigare rapporten som gjorts i Schweiz , där 64 % av patienterna med ESBL-producerande E. coli hade samhällsförvärvade och 36 % hade sjukvårdsassocierade urinvägsinfektioner, och i Spanien hade 68 % samhällsförvärvade och 32 % av fallen bestod av sjukvårdsassocierade fall .

Data om riskfaktorer för utveckling av infektion med ESBL-producerande bakterier bland polikliniska patienter är mycket sällsynta i våra miljöer. I vår studie identifierades all antibiotikaanvändning med mer än två cykler under det föregående året (OR = 6,238; 95 % CI = 1,257-30,957; ) och återkommande urinvägsinfektioner med mer än två cykler under de senaste sex månaderna eller mer än tre cykler under det senaste året (OR = 7,356; 95 % CI = 1,429-37,867; ) som oberoende riskfaktorer för utveckling eller förvärv av ESBL-producerande organismer. Vårt resultat korrelerar också med tidigare studier i Israel . Detta kan tyda på att större exponering för antibiotika kan leda till utveckling av selektionstryck.

I vår studie visade 82,4 % av de ESBL-producerande isolaten multiresistens mot olika antibiotikafamiljer såsom SXT och tetracyklin. Detta resultat korrelerar med andra studier i utvecklingsländer som Tanzania , och i Guinea-Bissau var nästan alla ESBL-producerande E. coli-isolat i samhället multiresistenta.

Den multiresistenta karaktären hos dessa isolat kan förklaras av att ESBL är plasmidmedierade enzymer som bär på multiresistenta gener genom plasmid, transposon och integron, och att de också lätt överförs till andra bakterier, inte nödvändigtvis av samma art. Bakterier med multiresistens mot antibiotika är allmänt spridda på sjukhus och isoleras allt oftare från samhället. Detta faktum stöds av nyligen genomförda undersökningar från Kanada och Spanien som visar på en alarmerande trend av associerad resistens bland ESBL-producerande organismer som isolerats från samhällen, särskilt de som producerar CTX-M-typer, som uppvisar kärnresistens mot SXT, tetracyklin, gentamicin och ciprofloxacin. Resultaten av vår studie stöder således väl det faktum att ESBL-producenter ger höga nivåer av resistens inte bara mot tredje generationens cefalosporiner utan även mot andra antibiotika från icke-β-laktamgruppen.

Denna studie visade också att alla ESBL-producerande och icke-ESBL-producerande isolat uppvisade resistens mot ampicillin. Vårt resultat korrelerade med det faktum att β-laktamasnegativa isolat kan vara resistenta mot ampicillin genom andra mekanismer. Däremot noterades bättre känslighet för amikacin och ingen resistens observerades för imipenem. Bättre känslighet för amikacin noterades också i tidigare studier i vårt undersökningsområde. Detta kan förklaras av avsaknaden av rutinanvändning av amikacin som empirisk behandling och avsaknaden av betydande korsresistens med β-laktamgrupper av antibiotika.

Och även om MIC-bestämning av resistenta stammar inte utfördes i vår studie, visade ytterligare analys av det antimikrobiella resistensmönstret bland isolat från infektioner i samband med vårdinrättningar och isolat från ”riktiga” samhällsförvärvade infektioner att det inte finns några skillnader i resistensmönstret mellan de två grupperna (). Likheten i resistensmönstret mellan isolat från vårdinrättningar och ”äkta” samhällsförvärvade isolat kan vara relaterad till den frekventa användningen och missbruket av antibiotika utan recept i samhället och i vårdinrättningar, särskilt inom den privata hälso- och sjukvården, och den tidvisa spridningen av resistenta stammar från vårdinrättningar till samhället i vår miljö. Därför bör beslutsfattare på hälso- och sjukvårdsområdet uppmärksamma att främja rationell användning av antibiotika inom hälso- och sjukvården och i samhället.

5. Slutsats

De uppgifter som erhållits i vår studie tyder på att ESBL-positiva fenotyper var utbredda inte bara hos patienter som vanligtvis hade varit på sjukhus eller andra vårdinrättningar utan även hos patienter i samhället. Coresistens mot andra klasser av antimikrobiella medel såsom aminoglykosider, fluorokinoloner, co-trimoxazol och tetracykliner var också vanligare bland ESBL-positiva fenotyper. Antibiotikaanvändning med mer än två cykler under det föregående året och återkommande urinvägsinfektioner identifierades som oberoende riskfaktorer för förvärv av ESBL-producerande organismer. Våra resultat ger därför anledning att främja rationell användning av antibiotika inom hälso- och sjukvården och övervakningsstudier för att övervaka förändringar i det antimikrobiella resistensmönstret.

5.1. Begränsningar av studien

Avancerade molekylära metoder för artidentifiering och karakterisering av ESBL-typning och MIC-bestämning av resistenta stammar genomfördes inte på grund av bristande tillgänglighet.

Datatillgänglighet

Alla data som stödjer våra resultat införlivades i manuskriptet. Rådata kan presenteras av huvudforskaren på rimlig begäran.

Ettligt godkännande

Ettligt godkännande erhölls från Jimma University Institutional Review Board.

Samtycke

Studieinformation gavs på det lokala språket för studiedeltagare. Skriftligt informerat samtycke inhämtades från alla studiedeltagare genom att berätta om studiens syfte innan laboratoriedata samlades in. Dessutom försäkrades alla utredare om att garantera säkerhet och korrekt vård av studiedeltagarna.

Intressekonflikter

Författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter.

Författarnas bidrag

MA, GT och AA deltog i studiens utformning, ansvarade för laboratorieanalyserna, skrev manuskriptet och godkände den slutliga versionen. MA ansvarade för rekrytering och provtagning och analyserade data.

Acknowledgments

Vi vill tacka Jimma University, Institute of Health, för materiellt stöd. Vi tackar också alla studiedeltagare för deras deltagande i denna studie och personalen på JUSH för deras stöd för att underlätta provtagning och patientinformation.