Udział beztlenowych Gram-ujemnych bakterii w zakażeniach

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2011, 63: 235 - 240
Marta Kierzkowska, Anna Majewska, Joanna Kądzielska, Agnieszka Rozpara,
Anna Sawicka-Grzelak, Grażyna Młynarczyk
Udział beztlenowych Gram-ujemnych bakterii w zakażeniach
hospitalizowanych pacjentów
Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej
Uniwersytetu Medycznego w Warszawie
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. G. Młynarczyk
Gram–ujemne bakterie beztlenowe są składnikiem fizjologicznej flory człowieka. W przypadku osłabienia miejscowej lub ogólnej wydolności immunologicznej dochodzi do namnażania się bakterii i infekcji. Zakażenia mogą
dotyczyć każdej tkanki i narządu. Leczenie chorób wywołanych bakteriami
beztlenowymi z powodu ich naturalnej oporności na wiele leków przeciwbakteryjnych oraz selekcji szczepów opornych jest jednym z aktualnych
problemów terapeutycznych.
Bezwzględnie beztlenowe Gram–ujemne bakterie stanowią około 90% flory jelita
grubego. Zasiedlają skórę, błonę śluzową górnych dróg oddechowych i pochwę. Osłabienie
miejscowej lub ogólnej wydolności immunologicznej wynikającej z niedotlenienia tkanek,
kwasicy czy obniżonego potencjału oksydoredukcyjnego prowadzi do namnażania się
bakterii i występowania objawowych infekcji.
Zakażenia występują również wskutek translokacji drobnoustrojów z miejsc ich naturalnego bytowania. W ten sposób dochodzi do zakażeń w obrębie narządów jamy brzusznej.
Współistniejąc z bakteriami tlenowymi mogą wywoływać zapalenie wyrostka robaczkowego,
otrzewnej, trzustki, dwunastnicy. Dotyczy to głównie pałeczek z rodzaju Bacteroides. Beztlenowce są częstym czynnikiem zakażeń pacjentów oddziałów ginekologiczno-położniczych.
Obecność bakterii z rodzaju Porphyromonas i Prevotella, a także Bacteroides w pochwie
kobiet ciężarnych może wpływać na zahamowanie wewnątrzmacicznego rozwoju płodu.
Gatunki z rodzaju Fusobacterium są ważnym etiologicznym czynnikiem zapalenia błon
płodowych i wystąpienia przedwczesnego porodu. Prevotella sp., Porphyromonas sp. oraz
Fusobacterium sp. najczęściej wykrywane są w materiale pobranym z okolic głowy i szyi.
F. necrophorum odpowiada u dzieci i dorosłych za zapalenie migdałków, zatok, ucha
środkowego, zakażenia gardła często w koinfekcji z wirusami. F. nucleatum bierze udział
w etiologii ropni mózgu, zwłaszcza u osób z problemami stomatologicznymi. Bakterie
beztlenowe mogą być czynnikami etiologicznymi sepsy.
W spektrum przeciwbakteryjnym Gram-ujemnych beztlenowo rosnących bakterii znajdują się następujące antybiotyki: metronidazol, klindamycyna, antybiotyki beta-laktamowe
236
M. Kierzkowska i inni
Nr 3
w połączeniu z inhibitorami beta-laktamaz, karbapenemy, cefamycyny, chloramfenikol.
Lekami z wyboru są klindamycyna i metronidazol. Narastająca od wielu lat oporność na
klindamycynę może stanowić problemem terapeutyczny. Natomiast oporność na metronidazol, mimo jego stosowania od ponad czterdziestu lat, nie stanowi istotnego problemu
medycznego.
MATERIAŁ I METODY
Badano próbki materiału klinicznego pobranego w latach 2007-2008 od pacjentów
hospitalizowanych w Szpitalu Klinicznym Dzieciątka Jezus-Centrum Leczenia Obrażeń
w Warszawie. Materiał stanowiły wymazy z ran, kanału szyjki macicy, punktaty z ropni,
płyn pobrany z jamy brzusznej, żółć, ejakulat oraz próbki pobrane śródoperacyjnie. Materiał
posiewano na podłoża bakteriologiczne Schaedler Agar z 5% krwią baranią (bioMerieux®
S.A., Francja). Inkubowano w temperaturze 37°C w anaerostatach. Okres inkubacji trwał
48h do 7dni. Po makro i mikroskopowej ocenie izolatów dokonano identyfikacji biochemicznej za pomocą zestawu API 20A (bioMerieux® S.A., Francja). Oceny lekowrażliwości
dokonano z wykorzystaniem zestawu antybiotyków w teście ATB ANA (bioMerieux®
S.A., Francja) według zaleceń CASFM i NCCLS. Pasek ATB ANA zawiera następujące
antybiotyki w stężeniach (mg/l): penicylina 0,5-2, amoksycylina z kwasem klawulanowym
4/2-8/4, piperacylina 32-64, piperacylina z tazobaktamem 32/4-64/4, tikarcylina z kwasem
klawulanowym 32/2-64/2, cefoksytyna 16-32, cefotetan 16-32, imipenem 4-8, klindamycyna 2-4, chloramfenikol 8-16, metronidazol l8-16. Określano wartości MIC przy użyciu
gradientowo-dyfuzyjnej metody E-test (AB BIODISK, Szwecja). Zastosowano paski E-test
impregnowane gradientem stężeń: klindamycyny (CM 0,016-256 mg/l), metronidazolu
(MZ 0,016-256mg/l), imipenemu (IP 0,002-32mg/l), penicyliny G (PG 0,016-256mg/l) oraz
amoksycyliny z kwasem klawulanowym (XL 0,016-256mg/l). Używano podłoża Wilkins-Chalgrena z dodatkiem 5% odwłóknionej krwi baraniej (Difco Lab., USA). Technika wykonywania testów i sposób odczytywania wyników były zgodne z zaleceniami producenta.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Bakterie beztlenowo rosnące najczęściej izolowano z materiału pochodzącego od
pacjentów z oddziałów chirurgicznych (chirurgia ogólna, chirurgia szczękowo-twarzowa,
blok operacyjny), ginekologicznych, ortopedycznych, oddziału dermatologicznego i urologicznego. Spośród 1274 izolatów bakterie Gram-dodatnie stanowiły 73,9%, bakterie
Gram-ujemne 26,1%. Liczba izolatów bakterii Gram-ujemnych wynosiła 126 (23,51%)
w roku 2007 oraz 207 (28,05%) w roku 2008.
Najczęściej oznaczano Bacteroides sp. Prevotella sp. oraz Veillonella sp. (Tabela I).
Wśród gatunków z rodzaju Bacteroides sp. dominował B. fragilis. Około 25% izolatów tego
rodzaju wykazało oporność na klindamycynę. W prowadzonym badaniu często stwierdzano
oporność B. ovatus/thetaiotaomicron na cefoksytynę i cefotetan. Spośród gatunków należących do rodzaju Prevotella zauważono dominację P. intermedia/disiens oraz P. bivia.
Najbardziej lekooporna okazała się P. bivia. Zaobserwowano jej obniżoną wrażliwość na
klindamycynę, podobnie jak w przypadku gatunków z rodzaju Bacteroides sp. (Tabela II).
Nr 3
237
Zakażenia szpitalne G-ujemnymi beztlenowcami
Tabela I. Gatunki Gram-ujemnych bakterii bezwzględnie beztlenowych wyizolowane z
klinicznego w latach 2007 i 2008
Razem
Gatunek
2007
2008
liczba szczepów
31
57
Bacteroides fragilis
11
9
Bacteroides distasonis
6
10
Bacteroides ovatus/thetaiotaomicron
8
8
Bacteroides vulgatus
156
5
3
Bacteroides caccae
2
3
Bacteroides ureolyticus
0
2
Bacteroides uniformis
0
1
Bacteroides stercoris/eggerthii
6
20
Prevotella intermedia/disiens
13
12
Prevotella bivia
79
10
10
Prevotella melaninogenica/oralis
3
5
Prevotella oris/buccae
20
34
54
Veillonella parvula
5
11
Fusobacterium necrophorum/nucleatum
2
4
Fusobacterium varium
30
1
4
Fusobacterium spp.
1
2
Fusobacterium mortiferum
2
12
14
Porphyromonas asaccharolytica
Ogółem
126
207
333
materiału
%
46,9
23,7
16,2
9
4,2
100
W tabeli III zamieszczono zakresy wartości MIC (najmniejszego stężenia leku hamującego wzrost szczepu) dla pałeczek z rodzaju Bacteroides.
W porównaniu z poprzednimi latami zaobserwowano wzrost liczby Gram-ujemnych
bezwzględnych beztlenowców izolowanych z próbek materiału klinicznego. Podobnie jak
w badaniach prowadzonych w Katedrze i Zakładzie Mikrobiologii Lekarskiej w latach
wcześniejszych najczęściej izolowano gatunki z rodzaju Bacteroides, Prevotella oraz
Veillonella sp. (2, 3). Bakterie należące do gatunków: B. fragilis, B. distasonis, B. ovatus/
thetaiotaomicron, B. vulgatus, wykazują oporność na penicylinę w stężeniu jakie może być
osiągalne w organizmie człowieka. Jest to związane z wytwarzaniem bakteryjnej ß-laktamazy.
Około 25% izolatów wykazuje oporność na klindamycynę. Należy zauważyć, że jest to
4% wzrost liczby szczepów niewrażliwych na klindamycynę w porównaniu z wynikami
badań przeprowadzonych w naszym zakładzie w latach 2005-2006 (2). Natomiast analizując wcześniejsze dane zauważono narastającą częstość izolowania szczepów opornych
na ten antybiotyk o blisko 13% w stosunku do roku 2001 (7). Coraz większe znaczenie
w leczeniu zakażeń wywołanych przez B. fragilis, w sytuacji narastającej oporności tych
szczepów na klindamycynę zyskuje metronidazol (8). Na podstawie danych piśmiennictwa
można stwierdzić, że szczepy Bacteroides sp. charakteryzują się zróżnicowaną opornością na antybiotyki w zależności od kraju, w którym przeprowadzono badania. Oporność
bakterii na klindamycynę na początku stulecia była najwyższa w Hiszpanii, gdzie liczba
opornych izolatów wynosiła 40%. Oporność B. fragilis na klindamycynę dotyczy 15 - 44%
wyizolowanych szczepów, na cefotetan 13 - 94%, w przypadku cefoksytyny jest to zakres
3,5 - 41,5% (1, 4, 5, 6, 9).
238
Nr 3
M. Kierzkowska i inni
Tabela II. Lekowrażliwość Gram-ujemnych bakterii bezwzględnie beztlenowych wyizolowanych
z materiału klinicznego w latach 2007 i 2008.
PEN
AMC
PIC
TZP
TCC
CXT
CTT
IMI
CLI
CMP
MTR
Bacteroides fragilis
Bacteroides distasonis
Bacteroides ovatus / thetaiotaomicron
Bacteroides vulgatus
Bacteroides caccae
Bacteroides ureolyticus
Bacteroides uniformis
Bacteroides stercoris /
eggerthii
Prevotella intermedia /
disiens
Prevotella bivia
Prevotella melaninogenica
/ oralis
Prevotella oris / buccae
Fusobacterium necrophorum / nucleatum
Fusobacterium varium
Fusobacterium sp.
Fusobacterium mortiferum
Porphyromonas asaccharolytica
Veillonella parvula
Ogółem
%
Liczba szczepów wrażliwych
Liczba
szczepów
Gatunek
88
20
6
3
88
20
77
13
88
19
88
19
86
19
81
13
88
20
68
15
87
17
88
20
16
0
16
12
16
16
11
9
16
11
15
16
16
8
5
2
1
0
0
1
16
8
5
2
13
8
5
2
16
8
5
2
16
8
5
2
15
4
5
2
14
2
5
2
16
8
5
2
12
5
5
2
16
8
5
2
16
8
5
2
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
26
14
26
26
26
26
26
26
26
20
26
26
25
3
25
21
25
25
25
24
25
20
25
25
20
11
20
19
20
20
20
20
20
14
20
20
8
1
8
6
8
7
6
6
8
2
8
8
16
13
16
16
16
16
16
16
16
15
16
16
6
5
3
3
3
2
6
5
3
6
5
3
6
5
3
6
5
3
6
5
2
6
5
3
6
5
3
5
5
3
6
5
3
6
5
3
14
11
14
14
14
13
13
13
14
14
14
14
54
45 54 52 52 54 54 54 54 51 54 54
333 117 333 299 330 330 316 300 333 268 328 333
100 35,1 100 89,8 99,1 99,1 94,9 90,1 100 80,5 98,5 100
PEN-penicylina, AMC-amoksycylina z kwasem klawulanowym, PIC-piperacylina, TZP-piperacylina
z tazobaktamem, TCC-tikarcylina z kwasem klawulanowym, CXT-cefoksytyna, CTT-cefotetan,
IMI-imipenem, CLI-klindamycyna, CMP-chloramfenikol, MTR-metronidazol
Naszą uwagę zwróciła często występująca oporność szczepów B. ovatus/thetaiotaomicron na cefoksytynę (30%) i cefotetan (44%). Natomiast zakres MIC dla większości
leków wobec bakterii z rodzaju Bacteroides był szeroki, podobnie jak wykazała Rokosz
i wsp. (9). W porównaniu z poprzednimi latami obserwujemy większy odsetek izolatów
Fusobacterium, a także gatunków z rodzajów Porphyromonas i Veillonella opornych na
penicylinę i klindamycynę (2, 7).
Nr 3
Zakażenia szpitalne G-ujemnymi beztlenowcami
239
Tabela III.Zakresy wartości MIC metronidazolu, klindamycyny, amoksycyliny z kwasem klawulanowym, penicyliny, imipenemu
Liczba
Antybiotyki
szczMZ
CM
XL
PG
IP
epów
153
0,023-0,75 <0,016->256 0,016-1,0 0,023->32,0 0,006-0,75
Bacteroides sp.
88
0,064-0,38 <0,016->256 0,094-1,0
3,0->32,0 0,012-0,064
Bacteroides fragilis
8
0,064-0,094 0,032-0,125 0,064-0,19
0,75-16,0 0,016-0,047
Bacteroides caccae
20
0,023-0,5
0,023->256 0,016-0,38 0,023->32,0 0,023-0,064
Bacteroides distasonis
Bacteroides ovatus/
16
0,047-0,064 0,75-16,0
0,125-0,75
8,0->32,0
0,023-0,25
thetaiotaomicron
16
0,064-0,094 0,032-0,38
0,19-0,75
6,0-16,0
0,006-0,047
Bacteroides vulgatus
Bacteroides ureolyti5
0,064-0,75 0,125-0,25 0,094-0,38
0,32->256
0,023-0,75
cus
Gatunek
MZ-metronidazol, CM-klindamycyna, XL-amoksycylina z kwasem klawulanowym
PG-penicylina, IP-imipenem
PODSUMOWANIE WYNIKÓW
Z materiału klinicznego oprócz bakterii bezwzględnie beztlenowych izolowano również bakterie tlenowo rosnące. Pełnią one istotną rolę w patogenezie zakażeń u pacjentów
hospitalizowanych, istnieje konieczność prowadzenie leczenia skojarzonego. W związku
z sukcesywnym zwiększaniem się liczby szczepów opornych zasadne jest monitorowanie
lekooporności pałeczek Gram-ujemnych beztlenowo rosnących. Diagnostyka zakażeń
bakteriami beztlenowymi jest długotrwała, stąd też zasadne jest wprowadzenie terapii
empirycznej w oparciu o znany w danym szpitalu czy oddziale profil wrażliwości, która
następnie powinna być zastąpiona terapią celowaną na podstawie wyniku antybiobiogramu.
M. Kierzkowska, A. Majewska, J. Kądzielska, A. Rozpara, A.Sawicka-Grzelak,
G. M ły n a r c z y k
Participation of Gram-negative anaerobes in infections in hospitalized patients
SUMMARY
The aim of the study was to assess the prevalence and antibiotic susceptibility profiles of strictly
anaerobic Gram-negative bacteria isolated from clinical samples taken from hospitalized patients
from 01.01.2007 to 31.12.2008. The specimens were cultured using media, incubated at 37° C under
anaerobic conditions. Biochemical identification and antibiotic susceptibility were done in an automated
system ATB Expression (bioMerieux S.A, France). For selected strains of Bacteroides sp. sensitivity
was determined using E-test (AB BIODISK, Sweden). Overall 1274 strains of obligate anaerobes
were isolated. Gram-negative bacteria were cultured in number of 333 strains. Most frequently isolated was Bacteroides sp. (46,9%) and Prevotella sp. (29,7%). Isolated bacteria are still susceptible to
imipenem (100%), metronidazole (100%) and beta-lactam antibiotics with beta-lactamase inhibitors:
amoxicillin/clavulanate (97,8%) piperacillin/tazobactam (99,1%), ticarcillin/clavulanate (99,1%).
240
M. Kierzkowska i inni
Nr 3
PIŚMIENNICTWO
1. Hedberg M, Nord CE. Antimicrobial susceptibility of Bacteroides fragilis Group isolates in
Europe. Clin Microbiol Infect 2003; 9: 475-88.
2. Kądzielska J, Kierzkowska M, Sawicka-Grzelak A i inni. Charakterystyka klinicznych szczepów
Gram-ujemnych bezwzględnych beztlenowców. Med. Dośw. Mikrobiol 2007; 59: 351-7.
3. Kądzielska J, Rokosz A, Sawicka-Grzelak A i inni. Kliniczne szczepy Gram(-) bezwzględnych
beztlenowców wyizolowane w 2004 roku. Zakażenia 2006; 6: 90-2.
4. Löfmark S, Jernberg C, Billsrtom H i inni. Restored fitness leads to long-term persistence of
resistant Bacteroides strains in the human intestine. Anaerobe 2008; 14: 157-60.
5. Löfmark S, Jernberg C, JanssonJK i inni. Clindamycin-induced enrichment and long-term persistence of resistant Bacteroides spp. And resistance genes. JAC 2006; 58: 1160-7.
6. Rokosz A, Pawłowska J, Sawicka-Grzelak A i inni. ESBL-dodatnie szczepy z grupy Bacteroides
fragilis wyizolowane od pacjentów Wojewódzkiego Szpitala Zespolonego w Płocku. Med. Dośw.
Mikrobiol. 2004; 56: 245-53. 7. Rokosz A, Sawicka-Grzelak A, Kot K i inni. Zastosowanie metody etest do oznaczania lekowrażliwości bakterii beztlenowych. Med. Dosw. Mikrobiol. 2001; 53:167-75.
8. Wróblewska M, Rokosz A, Sawicka-Grzelak A i inni. Udział bakterii bezwzględnie beztlenowych
w zakażeniach u hospitalizowanych pacjentów i możliwość terapii tych zakażeń. Med. Dośw.
Mikrobiol. 2005; 57: 199-208.
9. Waxler H M. Bacterioides: The good, the bad, and the nitty-gritty. Clin. Microbiol. Rev. 2007;
20: 4, 593-621.
Otrzymano:19 VIII 2011 r.
Adres Autora: 02-004 Warszawa, ul. T.Chałubińskiego 5,
Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej WUM