WOJSKOWY INSTUTUT MEDYCZNY ANETA GUZEK Ocena dynamiki zmian w składzie flory bakteryjnej i zjawiska oporności bakterii na antybiotyki w materiale klinik Wojskowego Instytutu Medycznego w latach 2005-2012 ROZPRAWA NA STOPIEŃ DOKTORA NAUK MEDYCZNYCH BADANIA WYKONANO W PRACOWNI MIKROBIOLOGII ZAKŁADU DIAGNOSTYKI LABORATORYJNEJ WOJSKOWEGO INSTYTUTU MEDYCZNEGO PROMOTOR prof.dr hab.n.med. Zbigniew Rybicki Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Wojskowy Instytut Medyczny WARSZAWA, 2014 STRESZCZENIE Zakażenia szpitalne na całym świecie stanowią poważny problem zdrowotny, odpowiedzialny za wysoką śmiertelność pacjentów, w szczególności hospitalizowanych w oddziałach intensywnej terapii, oddziałach hematologicznych i chirurgicznych. Sprzyja temu coraz większa oporność bakterii na antybiotyki, co najwyraźniej widać w odniesieniu do bakterii Gram-ujemnych. Od momentu zastosowania klinicznego w połowie lat 80-tych karbapenemów, nie zsyntetyzowano żadnego antybiotyku, który wskazywałby na lepsze właściwości w zakresie leczenia zakażeń wywołanych przez wysoko oporne szczepy Enterobacteriaceae, Acinetobacter i Pseudomonas w porównaniu z ww. grupą antybiotyków. Dla podjęcia właściwej decyzji terapeutycznej niezwykle istotna jest ocena flory bakteryjnej, jaka dominuje na terenie danego szpitala, szczególnie gdy jest to ośrodek wielospecjalistyczny o dużej liczbie łóżek. Badanie flory bakteryjnej daje możliwość lepszego doboru terapii empirycznej do momentu otrzymania wyników badań z laboratorium mikrobiologicznego, które niejednokrotnie mają decydujący wpływ na sukces terapeutyczny. Na podstawie tak sformułowanych założeń, celami pracy są: 1. Ocena dynamiki zmian w składzie flory bakteryjnej w klinikach Wojskowego Instytutu Medycznego w latach 2005-2012. 2. Analiza rozprzestrzeniania się bakterii określanych jako patogeny alarmowe. 3. Ocena występowania oporności bakterii na antybiotyki z uwzględnieniem poszczególnych mechanizmów oporności. Badaniem retrospektywnym objęto 28 066 szczepów bakteryjnych wyizolowanych z materiału biologicznego pochodzącego od 26256 pacjentów, diagnozowanych w Pracowni Mikrobiologii Zakładu Diagnostyki Laboratoryjnej Wojskowego Instytutu Medycznego w latach 2005-2012. Materiał badany pochodził z ran (n=10033), ropni (n=838), przetok (n=457), owrzodzeń (n=1458), krwi (n=1824), moczu (n=7762), płynów ustrojowych (n=776), plwociny (n=258), z drzewa oskrzelowego pobranego cewnikiem przez sztuczną drogę oddechową (n=2096) oraz z popłuczyn pęcherzykowo-oskrzelowych (n=754). Porównawczą analizę statystyczną wykonano na podstawie badanych parametrów w latach 2006-2012, w odniesieniu do roku 2005, w którym wyniki przyjęto jako wartość 100%. Uwzględniono liczbę poszczególnych rodzajów bakterii oraz ich procentowy wzrost lub spadek w poszczególnych latach. W podobny sposób przedstawiono oporność bakterii na wybrane antybiotyki. Uzyskane wyniki wykazały, że na przestrzeni lat 2005-2012 największa liczba szczepów obejmowała bakterie Gram-ujemne (n=18021; 64%) oraz Gram-dodatnie (10045; 36%). Wśród pałeczek Gram-ujemnych rodzina Enterobacteriaceae stanowiła 70,6% wyizolowanych bakterii, w tym Enterobacteriaceae ESBL (+) 14,3%, non-Enterobacteriaceae 29,4% (w tym z mechanizmem oporności typu MBL 0,7%). Bakterie Gram-dodatnie obejmowały Staphylococcus (65%) i Enterococcus (35%). Wśród gronkowców wyizolowano Staphylococcus aureus (66%), w tym 20% MRSA oraz Staphylococcus koagulazoujemny CNS (34%; w tym MRCNS 71%). Do rodzaju Enterococcus należał Enterococcus faecalis (77,4%) oraz Enterococcus faecium (22,6%). Enterococcus VRE stanowił 0,6%. Analizując dynamikę zmian w składzie flory bakteryjnej w odniesieniu do 2005 roku zauważono, że największy wzrost dotyczy bakterii z rodziny Enterobacteriaceae, szczególnie tych posiadających mechanizm oporności o fenotypie ESBL (o 200% w roku 2010, 204,7% w roku 2011 oraz 354,2% w roku 2012). Podobne zjawisko obserwowano w obrębie nonEnterobacteriaceae, szczególnie w grupie bakterii posiadających mechanizm MBL, gdzie przyrost procentowy w roku 2011 i 2012 był bardzo wysoki (600% i 1500%), ale w liczbach bezwzględnych liczba takich przypadków była niewielka. Korzystnym zjawiskiem było obniżenie częstości zakażeń wywołanych przez gronkowce złociste i gronkowce koagulazoujemne, zarówno wrażliwych jak i opornych na metycylinę. Analizując dynamikę zmian liczby Enterococcus zauważyć można tendencję wzrostową ilości Enterococcus faecalis w porównaniu do Enterococcus faecium, u których dominuje tendencja spadkowa przez cały okres badania. Dynamika zmian występowania mechanizmu oporności typu VRE w przypadku Enterococcus wzrastała w latach 2008, 2010, 2011, 2012 kolejno o 400%, 500%, 100% i 500%, w porównaniu do roku 2007, ale w odniesieniu do niewielkiej liczby zakażeń tymi patogenami alarmowymi. 8-letnia analiza przedstawiona w pracy dotyczyła także dynamiki zjawiska oporności bakterii na antybiotyki. W odniesieniu do leczenia zakażeń wywołanych przez Enterobacteriaceae ESBL (-) można wnioskować, iż amikacyna i ceftazydym są najskuteczniejszymi antybiotykami, natomiast najwyższa oporność dotyczy piperacyliny. W przypadku Enterobacteriaceae ESBL (+) wiodącą rolę w procesie leczniczym odgrywają karbapenemy. Kolistyna, tygecyklina i aminoglikozydy stanowią dobra opcję terapeutyczną w leczeniu zakażeń wywołanych przez Enterobacteriaceae KPC. Najskuteczniejszym antybiotykiem w leczeniu zakażeń Pseudomonas pozostaje ceftazydym. Stabilna sytuacja w procesie leczniczym dotyczy amikacyny, obserwuje się natomiast narastającą oporność na karbapenemy. W zakresie zakażeń wywołanych przez Acinetobacter baumannii sytuacja wydaje się najbardziej niekorzystna. Najlepszym wyborem terapeutycznym pozostaje amikacyna. W przypadku leczenia zakażeń wywołanych przez Staphylococcus aureus MSSA istnieje pełna wrażliwość na kloksacylinę oraz niska oporność na pozostałe antybiotyki. Pozytywnym zjawiskiem jest 100% wrażliwość Staphylococcus aureus MRSA na wankomycynę, ale również wysoka oporność na pozostałe antybiotyki, co wyklucza ich empiryczne zastosowanie. Szczepy MRCNS charakteryzowały się wysoką opornością, głównie na klindamycynę, ciprofloksacynę, następnie na gentamycynę. Na rifampicynę oporność średnia szczepów MRCNS wynosiła ok. 9%, natomiast w 100 % były one wrażliwe na wankomycynę przez cały okres badania. Ampicylina pozostawała antybiotykiem o bardzo dobrej skuteczności w stosunku do Enterococcus faecalis, w przeciwieństwie do szczepów Enterococcus faecium, u których notowano wysoką oporność zarówno na ampicylinę, gentamycynę, jak i ciprofloksacynę. Alternatywą w leczeniu tego typu zakażeń pozostaje wankomycyna i teikoplanina. Przeprowadzone badania i analizy pozwoliły na wysunięcie następujących wniosków: 1. Analiza szczepów bakteryjnych w latach 2005-2012 wykazała wzrost liczby zakażeń Enterobacteriaceae, szczególnie tych, które posiadają mechanizm oporności typu ESBL, jak również spadek liczby zakażeń gronkowców złocistych i koagulazoujemnych z mechanizmem oporności na metycylinę (MRSA, MRCNS). 2. W stosunku do patogenów alarmowych o fenotypie oporności ESBL, KPC, MRSA, VRE istniała wysoka wrażliwość na pojedyncze antybiotyki. 3. Najbardziej niekorzystna sytuacja związana z występowaniem patogenów alarmowych w analizowanym okresie występowała w Wojskowym Instytucie Medycznym w następujących Klinikach: Urologii; Nefrologii; Chirurgii Ogólnej, Metabolicznej i Torakochirurgii; Neurologii; Oddziale Zakażeń Narządu Ruchu oraz Oddziale Intensywnej Terapii.