UKŁAD MOCZOWY JAKO PIERWOTNE ŹRÓDŁO ZAKAŻENIA KRWI

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2009, 61: 343 - 350
Anna Budzyńska, Agnieszka Kaczmarek, Eugenia Gospodarek
UKŁAD MOCZOWY JAKO PIERWOTNE ŹRÓDŁO ZAKAŻENIA
KRWI
Katedra i Zakład Mikrobiologii, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera
w Bydgoszczy, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu
Kierownik: dr hab. E. Gospodarek, prof. UMK
Przedstawiono wyniki badań dotyczące występowania sepsy wywodzącej
się z układu moczowego u chorych Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych ze Stacją Dializ, Kliniki Urologii Ogólnej,
Onkologicznej i Dziecięcej oraz Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej
Szpitala Uniwersyteckiego nr 1 im. dr. A. Jurasza w Bydgoszczy w latach
2006-2008.
Zakażenia układu moczowego (ZUM) charakteryzują się bezobjawową bakteriurią
lub zakażeniem objawowym, które może prowadzić, często w następstwie wykonywanych
zabiegów diagnostycznych i leczniczych do transmisji drobnoustrojów do krwioobiegu
i rozwoju sepsy. Urosepsa stanowi powikłanie pozaszpitalnego lub szpitalnego ZUM
i dotyczy około 25% wszystkich przypadków sepsy u chorych dorosłych (13). Częstą jej
przyczyną są choroby układu moczowego upośledzające odpływ moczu, takie jak kamica
nerkowa, nieprawidłowości w budowie nerki lub zwężenie moczowodów. Sepsa może także
rozwinąć się w okresie pooperacyjnym po zabiegach na układzie moczowo-płciowym lub
po zakażeniu miąższowych narządów moczowo-płciowych. Jej postać i stan zaawansowania
zależy głównie od mechanizmów obronnych chorego. Do czynników ryzyka wystąpienia
zakażenia krwi zalicza się wiek, cukrzycę, zespół niedoboru odporności, immunosupresję,
chemioterapię i leczenie kortykosteroidami. Urosepsę cechuje wysoka śmiertelność wynosząca od 25 do 60% (1, 13, 14).
Jeżeli źródłem sepsy jest szpitalne ZUM, czynnikami etiologicznymi mogą być różne
gatunki bakterii Gram-ujemnych i Gram-dodatnich, często wykazujących wielolekooporność
(15). Zazwyczaj za zakażenie krwi wywodzące się z układu moczowego odpowiedzialne są drobnoustroje stanowiące przyczynę szpitalnego ZUM. Najczęściej są to pałeczki
Gram-ujemne: Escherichia coli (50%), Proteus sp. (15%), Enterobacter sp. i Klebsiella
sp. (15%), Pseudomonas aeruginosa (5%) i rzadziej bakterie Gram-dodatnie (15%). Jeżeli
układ odpornościowy gospodarza jest osłabiony, czynnikiem etiologicznym sepsy mogą
być również mniej zjadliwe drobnoustroje takie, jak enterokoki lub gronkowce koagulazoujemne (6, 13, 14).
344
A. Budzyńska, A. Kaczmarek, E. Gospodarek
Nr 4
Celem niniejszej pracy było określenie występowania urosepsy i analiza drobnoustrojów
za nią odpowiedzialnych u chorych leczonych w Klinice Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych ze Stacją Dializ, Klinice Urologii Ogólnej, Onkologicznej
i Dziecięcej oraz Klinice Transplantologii i Chirurgii Ogólnej Szpitala Uniwersyteckiego
nr 1 im. dr. Antoniego Jurasza w Bydgoszczy w latach 2006-2008.
MATERIAŁ I METODY
Badaniem objęto 3986 posiewów krwi od 956 chorych Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia
Tętniczego i Chorób Wewnętrznych ze Stacją Dializ, 79 chorych Kliniki Urologii Ogólnej,
Onkologicznej i Dziecięcej oraz 384 chorych Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej
oraz 2747 posiewów moczu od odpowiednio 799, 850 i 559 pacjentów wymienionych
Klinik Szpitala Uniwersyteckiego nr 1 im. dr. Antoniego Jurasza w Bydgoszczy, w latach
2006-2008. Materiał pobierano według rekomendowanych zasad i przekazywano do Katedry
i Zakładu Mikrobiologii.
W identyfikacji bakterii uwzględniano morfologię kolonii oraz cechy biochemiczne,
tj. wytwarzanie ureazy i indolu lub oksydazy w przypadku pałeczek Gram-ujemnych, a u
gronkowców - koagulazy związanej i wolnej. Przynależność gatunkową drobnoustrojów
określano na podstawie wyników reakcji biochemicznych użytych w testach API lub ID
(bioMérieux).
Wrażliwość na antybiotyki badanych szczepów oznaczono metodą krążkowo-dyfuzyjną
według Kirby-Bauera zachowując rekomendacje podane przez Clinical and Laboratory
Standards Institute (CLSI) (3) i Krajowy Ośrodek Referencyjny ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów (KORLD) (5). Strefy zahamowania wzrostu bakterii wokół krążków interpretowano
według aktualnie obowiązujących tabel opracowanych przez CLSI oraz KORLD.
WYNIKI
Spośród 233 szczepów bakterii wyosobnionych z dodatnich próbek krwi, 102 (43,8%)
szczepy pochodziły od 90 chorych z Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób
Wewnętrznych, 64 (27,5%) szczepy od 55 chorych z Kliniki Transplantologii i Chirurgii
Ogólnej, 56 (24,0%) szczepów od 45 chorych ze Stacji Dializ, a 11 (4,7%) szczepów od 11
chorych z Kliniki Urologii Ogólnej, Onkologicznej i Dziecięcej.
Do dalszej analizy brano pod uwagę tylko dodatnie wyniki hodowli tego samego drobnoustroju z krwi i z moczu, mogące wskazywać, iż prawdopodobnym źródłem zakażenia
krwi był układ moczowy.
Prawie 17% szczepów będących przyczyną sepsy u chorych Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych izolowano z moczu. U chorych w Klinice
Transplantologii i Chirurgii Ogólnej odsetek ten wynosił 43,8, a w Klinice Urologii – 54,5.
U chorych ze Stacji Dializ nie stwierdzono wystąpienia urosepsy. W kolejnych latach
objętych badaniem, u chorych Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej stwierdzono
wzrost częstości zakażeń krwi, których możliwym źródłem zakażenia był układ moczowy.
Ich spadek obserwowano w pozostałych dwóch klinikach. Szczegółowe wyniki tej oceny
przedstawiono na rycinie 1.
Nr 4
345
Układ moczowy źródłem zakażenia krwi
120%
100,0%
100%
80%
60%
55,0%
58,8%
50,0%
40%
33,3%
32,1%
25,9%
20%
12,5%
8,8%
0%
2006
2007
2008
2006
Klinika Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i
Chorób Wewnętrznych
Ryc. 1. 2007
2008
Klinika Transplantologii i Chirurgii Ogólnej
2006
2007
2008
Klinika Urologii Ogólnej, Onkologicznej i
Dziecięcej
Częstość występowania urosepsy u chorych z Klinik: Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i
Chorób Wewnętrznych (n=102), Transplantologii i Chirurgii Ogólnej (n=64) oraz Urologii
Ogólnej, Onkologicznej i Dziecięcej (n=11) w latach 2006-2008.
W badanej grupie drobnoustrojów wyhodowano 48 szczepów pałeczek Gram-ujemnych
i trzy szczepy bakterii Gram-dodatnich. Wśród bakterii Gram-ujemnych 87,5% stanowiły
pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae, głównie z gatunku E. coli (69,0%). Dane dotyczące
udziału drobnoustrojów zawiera rycina 2.
3,9%
3,9%
2,0%
2,0%
5,9%
5,9%
7,8%
56,9%
11,8%
Ryc. 2. E. coli (n=29)
P. aeruginosa (n=6)
S. marcescens (n=4)
P. mirabilis (n=3)
K. pneumoniae (n=3)
E. cloacae (n=2)
S. aureus (n=2)
C. freundii (n=1)
E. faecalis (n=1)
Udział szczepów (n=51) wyosobnionych w latach 2006-2008 jednocześnie z krwi i z
moczu chorych z Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych,
Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej oraz Kliniki Urologii Ogólnej, Onkologicznej
i Dziecięcej
346
Nr 4
A. Budzyńska, A. Kaczmarek, E. Gospodarek
14,3%
A mpicy lina
64,9%
A moksy cy lina + kw . klaw ulanow y
42,3%
P iperacy lina
89,3%
P iperacy lina + tazobaktam
29,0%
Tikarcy lina
57,1%
Tikarcy lina + kw . klaw ulanow y
56,8%
C efaloty na
77,8%
C efazolina
81,1%
C efuroksy m
65,4%
C efprozil
78,6%
C efpodoksy m
82,9%
C efotaksy m
78,6%
C efoperazon
87,0%
C efoperazon + sulbaktam
81,0%
C eftazy dy m
85,7%
C efepim
79,5%
A ztreonam
100,0%
Imipenem
78,9%
Tobramy cy na
82,9%
A mikacy na
78,6%
G entamy cy na
86,5%
N ety lmy cy na
54,5%
Tetracy klina
64,3%
N orfloksacy na
66,7%
C iprofloksacy na
63,4%
N itrofurantoina
48,8%
Trimetoprim/sulfametoksazol
71,4%
C hloramfenikol
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Lekowrażliwość pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae (n=42) wyosobnionych w latach
2006-2008 jednocześnie z krwi i z moczu chorych z Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych, Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej oraz Kliniki
Urologii Ogólnej, Onkologicznej i Dziecięcej
Ryc. 3. 50,0%
Tikarcylina
16,7%
Cefotaksym
Cefoperazon
50,0%
Ceftazydym
50,0%
Aztreonam
66,7%
Imipenem
66,7%
75,0%
Tobramycyna
66,7%
Amikacyna
50,0%
Gentamycyna
100,0%
Netylmycyna
60,0%
Norfloksacyna
66,7%
Ciprofloksacyna
0%
Ryc. 4.
1
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lekowrażliwość pałeczek niefermentujących (n=6) wyosobnionych w latach 2006-2008
jednocześnie z krwi i z moczu chorych z Kliniki Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i
Chorób Wewnętrznych, Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej i Kliniki Urologii
Ogólnej, Onkologicznej i Dziecięcej
Nr 4
Układ moczowy źródłem zakażenia krwi
347
Wśród pałeczek Enterobacteriaceae, wszystkie szczepy były wrażliwe na imipenem
i 89,3% na piperacylinę z tazobaktamem. Wrażliwość na pozostałe antybiotyki użyte w ocenie
wynosiła od 14,3% (na ampicylinę) do 87,0% (na cefoperazon z sulbaktamem) (Ryc. 3).
Sześć szczepów (trzy - Serratia marcescens, dwa - Klebsiella pneumoniae, jeden - Proteus
mirabilis) wytwarzało beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym (ESbL,
extended-spectrum beta-lactamases), a cztery - chromosomalne cefalosporynazy klasy
AmpC (dwa - Enterobacter cloaceae, jeden - Citrobacter freundii, jeden - S. marcescens).
Wszystkie szczepy P. aeruginosa były wrażliwe na netylmycynę, 75,0% - na tobramycynę, i po 66,7% - na amikacynę, aztreonam, imipenem oraz ciprofloksacynę (Ryc. 4).
Dwa szczepy wytwarzały metalobeta-laktamazy, a jeden – chromosomalne cefalosporynazy
klasy AmpC.
Wśród dwóch wyosobnionych szczepów Staphylococcus aureus, jeden był meticylinooporny (MRSA, methicillin resistant S. aureus) i oporny na fluorochinolony oraz tobramycynę.
Na pozostałe antybiotyki stwierdzono wrażliwość obu szczepów.
Szczep Enterococcus faecalis wykazywał oporność na tetracykliny i rifampicynę.
DYSKUSJA
Zakażenie krwi wywodzące się z układu moczowego stanowi ciężkie powikłanie ZUM,
będące wynikiem dostania się do krwioobiegu drobnoustrojów, które są przyczyną infekcji
w obrębie układu moczowego. Ze względu na często mało charakterystyczny początek
objawów i duże ryzyko zgonu chorego, sepsa stanowi nadal istotny problem diagnostyczny
i terapeutyczny.
Częstość występowania urosepsy u chorych ze szpitalnym ZUM na odziałach urologicznych wynosi 12%, podczas, gdy u chorych leczonych na innych oddziałach – 2% (1, 2).
Potwierdzają to wyniki badań Yoshimura i wsp. (16), ponieważ na 424 chorych przyjętych
na oddział urologii w latach 1994-2003 z powodu kamicy układu moczowego, w 59 (13,9%)
przypadkach stwierdzono powikłania w postaci urosepsy. Na Oddziale Urologii w Szpitalu
Specjalistycznym im. F. Ceynowy w Wejherowie odnotowano wzrost częstości wykrywania
zakażenia krwi wywodzącego się z układu moczowego w latach 1982-1995 i 1996-2005
(4). Stwierdzono ją odpowiednio, u 18 i 38 chorych. W badaniach własnych ZUM stanowiły główną przyczynę sepsy u chorych Kliniki Urologii (100,0%, 50,0% i 33,3% w latach
2006-2008) (Ryc. 1), ale liczba przypadków zakażenia krwi była niska i w badanym okresie
wynosiła 11. W Klinice Transplantologii i Chirurgii Ogólnej na 64 przypadki zakażenia
krwi, urosepsę stwierdzono u 28 chorych i w kolejnych latach notowano wzrost jej występowania (ryc. 1). U biorców nerki najczęstszym źródłem sepsy jest ZUM (9). Odnotowany
u chorych Kliniki Transplantologii i Chirurgii Ogólnej wysoki odsetek przypadków sepsy
może być związany ze zwiększonym ryzykiem zakażenia krwi u biorców nerki, ze względu na stosowane leczenie immunosupresyjne, długotrwałą hospitalizację, skomplikowany
zabieg operacyjny i ryzyko powikłań chirurgicznych po transplantacji. Najmniej powikłań
ZUM w postaci zakażenia krwi odnotowano u chorych w Klinice Nefrologii, Nadciśnienia
Tętniczego i Chorób Wewnętrznych.
Najczęstszym czynnikiem etiologicznym urosepsy były pałeczki E. coli (56,9%). Podobne wyniki uzyskano w badaniach prowadzonych w innych ośrodkach (4, 10, 16). Jest to
348
A. Budzyńska, A. Kaczmarek, E. Gospodarek
Nr 4
związane z faktem, że zakażenia, których czynnikiem etiologicznym są Gram-ujemne bakterie stanowią ponad 70% ZUM, a pałeczki E. coli są najczęstszym izolatem wśród chorych
z ZUM (8). Drobnoustrojami izolowanymi z przypadków ZUM są również P. aeruginosa,
Proteus sp., Serratia sp., Klebsiella sp., Enterobacter cloacae, koagulazoujemne gronkowce
i enterokoki, z różną częstością, zależnie od regionu oraz okoliczności zakażenia (szpitalne,
pozaszpitalne) (9). Taylor i wsp. (10) wykazali, że najczęstszą przyczyną zakażenia krwi
wywodzącego się z układu moczowego, oprócz E. coli (36,8%) były paciorkowce z rodzaju
Enterococcus (12,3%), Klebsiella sp. (8,9%) oraz Pseudomonas sp. (8,1%). W badaniach
własnych izolowano jednoczasowo z krwi i moczu jeden szczep paciorkowca kałowego,
podczas gdy odsetek szczepów należących do rodzaju Pseudomonas sięgał 11,8. We wszystkich przypadkach w hodowli badanego materiału identyfikowano jeden czynnik etiologiczny,
natomiast Yoshimura i wsp. (16) oraz Taylor i wsp. (10), wykryli jednocześnie dwa czynniki
etiologiczne, odpowiednio w 25,4% i 8,3% przypadków.
Przy podejrzeniu urosepsy, jak najszybsze zastosowanie antybiotyków w leczeniu
empirycznym pozwala zmniejszyć ryzyko zgonu chorego. W zależności od lokalnej sytuacji epidemiologicznej, podaje się cefalosporynę II lub III generacji, aminopenicyliny
lub fluorochinolony w połączeniu z aminoglikozydami lub karbapenemami. W dostępnym
piśmiennictwie nie znaleziono informacji dotyczących lekooporności mikroorganizmów
izolowanych od chorych z urosepsą. Można jednak przypuszczać, że szczepy te będą wykazywały podobny profil oporności, jak szczepy izolowane z powikłanych lub szpitalnych
ZUM. Wśród szczepów E. coli coraz częściej stwierdza się oporność na fluorochinolony
(11, 12), co może być związane z ich częstym stosowaniem jako leków I rzutu w przypadkach powikłanego ZUM ze względu na szeroki zakres działania i aktywność w stosunku
do większości patogenów dróg moczowych. Wyklucza to możliwość stosowania ich w leczeniu empirycznym ciężkiej sepsy, której źródłem jest układ moczowy. Mombelli i wsp.
(7) wykazali oporność na ciprofloksacynę u 8% szczepów różnych rodzajów bakterii odpowiedzialnych za powikłane ZUM. W badaniach własnych odsetek ten wynosił odpowiednio
na norfloksacynę i ciprofloksacynę 35,7% i 33,3%.
PODSUMOWANIE
Wczesne rozpoznanie objawów urosepsy pozwala na zmniejszenie odsetka przypadków
śmiertelnych, a lokalna znajomość najczęstszych jej czynników etiologicznych sprzyja szybkiemu wdrożeniu właściwej antybiotykoterapii empirycznej u chorych z podejrzeniem tego
rodzaju zakażenia. Z kolei niewłaściwa antybiotykoterapia może, oprócz niepowodzenia
terapeutycznego, przyczyniać się do selekcji szczepów opornych.
WNIOSKI
1. Wraz ze spadkiem zakażeń krwi wynikających z ZUM u chorych na oddziałach urologii
zwiększa się ich występowanie w jednostkach transplantologicznych.
2. Głównym etiologicznym czynnikiem urosepsy pozostają nadal pałeczki E. coli..
3. W leczeniu empirycznym urosepsy należy ograniczyć stosowanie fluorochinolonów ze
względu na wzrost liczby szczepów wykazujących oporność na ten chemioterapeutyk.
Nr 4
Układ moczowy źródłem zakażenia krwi
349
A. B u d z y ń s k a , A . Ka c z m a re k, E . Gospoda rek
URINARY SYSTEM AS A PRIMARY SOURCE OF BLOODSTREAM INFECTION
SUMMARY
The aim of this study was the determinantion of the appearance of urosepsis in patients in the
Department of Nephrology Hypertension and internal Diseases, Dialysis Unit, Department of General,
Oncologic and Pediatric Urology and Department of Transplantology and Surgery of University Hospital nr 1 of dr. A. Jurasza in Bydgoszcz. In the period of 2006-2008, total 233 isolates were obtained
from positive blood culture and 28,8% of these was also related to urinary tract infection. The majority of cases of urosepsis was observed in urologic and transplantologic wards. Among investigated
strains, the most frequency isolated species was E. coli. All Enterobacteriaceae strains examined in
our study were susceptible to imipenem, the highest rate of resistance was found for ampicillin, six
isolates was producing extended-spectrum beta-lactamases and four – AmpC beta-lactamases. Among
P. aeruginosa strains there was no resistance to netilmicin and one or two isolates was producing
AmpC beta-lactamases or ESbL, respectively.
PIŚMIENNICTWO
1. Bjerklund Johansen TE, Cek M, Naber K i inni. Prevalence of hospital-acquired urinary tract
infections in urology departments. Eur Urol 2007; 51: 1100-12.
2. Bouza E, San Juan R, Munoz P i inni. European Study Group on Nosocomial Infection. A European
perspective on nosocomial urinary tract infections. Report on incedence, clinical characteristics
and outcome. Clin Microbiol Infect 2001; 7: 532-42.
3. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standard for antimicrobial susceptibility testing; seventeenth informational supplement. Document M100-S17. Wayne, PA: CLSI
(2007).
4. Gabiga J, Roslan M, Strzyżewski M, Wasyl M. Posocznica moczowa jako przyczyna zgonu w
materiale Oddziału Urologii w Wejherowie w latach 1982-2005. Biuletyn Oddziału PółnocnoZachodniego PTU 2006; 3: 31-2.
5. Hryniewicz W, Sulikowska A., Szczypa K i inni. Rekomendacje doboru testów do oznaczania
wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki 2006 (ze zmianami wprowadzonymi w
2007 roku: http://www.korld.edu.pl/pdf/ZMIANY_REKOMENDACJI_11-2007.pdf).
6. Johansen TE, Cek M, Naber KG i inni. Hospital acquired urinary tract infections in urology
departments: pathogens, susceptibility and use of antibiotics. Int J Antimicrob Agents 2006; 28
(supplement 1): S91-107.
7. Mombelli G, Pezzoli R, Pinoja-Lutz G i inni. Oral vs intravenous ciprofloxacin In the initial empirical management of severe pyelonephritis or complicated urinary tract infections: a prospective
randomized clinical trial. Arch Intern Med 1999; 159: 53-8.
8. Rice JC, Peng T, Kuo YF i inni. Renal allograft injury is assosiated with urinary tract infection
caused by Escherichia coli bearing adherence factors. Am J Transplant 2006; 6: 2375-83.
9. Säemann M, Hőrl WH. Urinary tract infection in renal transplant recipients. Eur J Clin Invest
2008; 38 (S2): 58-65.
10. Taylor GD, Buchanan-Chell M, Kirkland T i inni. Nosocomial urosepsis: analysis of 218 cases.
Int J Infect Dis 1996; 1: 92-4.
11. Wagenlehner F, Naber KG. Antibiotics and resistance of uropathogens. Eur Urol 2004; 2: 12535.
350
A. Budzyńska, A. Kaczmarek, E. Gospodarek
Nr 4
12. Wagenlehner FM, Weidner W, Naber KG. Emergence of antibiotic resistance amongst hospitalacquired urinary tract infections and pharmacokinetic/pharmacodynamic considerations. J Hosp
Infect 2005; 60: 191-200.
13. Wagenlehner FME, Pilatz A, Naber KG, Weidner W. Therapeutic challenges of urosepsis. Eur J
Clin Invest 2008; 38 (supplement 2): 45-9.
14. Wagenlehner FME, Weidner W, Naber KG. Optimal management of urosepsis from the urological
perspective. Int J Antimicrob Agents 2007; 30: 390-7.
15. Wagenlehner FME, Weidner W, Naber KG. Pharmacokinetic characteristics of antimicrobials and
optimal treatment of urosepsis. Clin Pharmacokinet 2007; 46: 291-305.
16. Yoshimura K, Utsunomiya N, Ichioka K i inni. Emergency drainage for urosepsis associated with
upper urinary tract calcu li. J Urol 2005; 173: 458-62.
Otrzymano: 2 X 2009 r.
Adres Autora: 85-094 Bydgoszcz, ul. M. Curie-Skłodowskiej 9, Katedra i Zakład Mikrobiologii,
Collegium Medicum im. Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet M. Kopernika
w Toruniu