Evolution of antimicrobial resistance of Gram-negative bacilli isolated from urinary-tract infections - Epidemiological study in a central hospital from 2010 to 2020

Abstract

The growth of antibiotic resistance is considered a public health problem worldwide, making treatment of infections a challenge. Multi-resistant UTIs are major contributors to morbidity and clinical and economic burdens on healthcare systems, as they are one of the main human infections. Gram-negative bacteria are a cause of concern for its high resistances rates, and they are the most common pathogens in UTIs.This study aimed to assess the prevalence and the resistance profile of the ten most frequent Gram-negative bacilli responsible for UTIs in patients attending to Coimbra Hospital and University Center (CHUC) from 2010 to 2020, in order to contribute to establish an appropriate empirical therapy and to aware healthcare-professionals for the problem of multi-drug resistant infections.Bacteria identification was performed by Vitek® MS ((bioMérieux®, France).) system. Antimicrobial susceptibility testing and identification of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) were determined by Vitek® 2 ((bioMérieux®, France).) system.The sample consisted of 52158 urine cultures positive for Gram-negative bacilli. The ten most frequent microorganisms were: Escherichia coli (54.32%), Klebsiella pneumoniae (20.29%), Pseudomonas aeruginosa (8.55%), Proteus mirabilis (6.11%), Acinetobacter baumannii (3.01%), Morganella morganii (1.51%), Enterobacter cloacae (1.37%), Klebsiella oxytoca (0.93%), Enterobacter aerogenes (0.86%) and Providencia stuartii (0.61%). UTIs were more frequent in females (64%) and in people over sixty years (74%). In general, a higher level of resistance was observed for beta-lactams, Cotrimoxazole, Aztreonam and aminoglycosides. Lower rates of resistance were detected for Nitrofurantoin, Fosfomycin, Tigecycline, carbapenems and Colistin. The incidence of ESBLs varied between 11.38%-17.91% for E. coli, 36.44%-61.86% for Klebsiella pneumoniae (with a decrease tendency) and 4.55%-23.53% for Klebsiella oxytoca. The incidence of ESBLs for E. coli and K. oxytoca showed the same evolution trend as the resistance to third-generation cephalosporins. Overall, the levels of antibiotics resistance remained relatively stable throughout the period studied and, in some cases, it decreased in the last years. However, resistant strains to broad-spectrum antibiotics, used as a last resort of treatment, began to appear. Regular monitoring of resistance rate is mandatory for correctly establishment the empirical therapy and limit the spread of multidrug-resistant bacteria.

O crescimento da resistência aos antibióticos é considerado um problema de saúde pública mundial, tornando o tratamento de infeções um desafio. As ITUs multirresistentes são grandes contribuidoras para morbilidade e encargos clínicos e económicos nos sistemas de saúde, pois são uma das principais infeções humanas. As bactérias Gram-negativas são motivo de preocupação pelas suas altas taxas de resistência e são os patogénios mais comuns nas ITUs. Este estudo teve como objetivo avaliar a prevalência e o perfil de resistência dos dez bacilos Gram-negativos mais frequentes responsáveis por ITU em doentes atendidos no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC) de 2010 a 2020, de forma a contribuir para o estabelecimento de uma terapêutica empírica adequada e sensibilizar os profissionais de saúde para o problema das infeções multirresistentes. A identificação das bactérias foi realizada pelo sistema Vitek® MS ((bioMérieux®, França).). Testes de sensibilidade antimicrobiana e identificação de beta-lactamases de espectro alargado (ESBLs) foram determinados pelo sistema Vitek® 2 ((bioMérieux®, França).). A amostra foi composta por 52158 uroculturas positivas para bacilos Gram-negativos. Os dez microrganismos mais frequentes foram: Escherichia coli (54.32%), Klebsiella pneumoniae (20.29%), Pseudomonas aeruginosa (8.55%), Proteus mirabilis (6.11%), Acinetobacter baumannii (3.01%), Morganella morganii (1.51%), Enterobacter cloacae (1.37%), Klebsiella oxytoca (0.93%), Enterobacter aerogenes (0.86%) e Providencia stuartii (0.61%). As ITUs foram mais frequentes no sexo feminino (64%) e em pessoas acima de sessenta anos (74%). No geral, um nível mais alto de resistência foi observado para beta-lactâmicos, Cotrimoxazol, Aztreonam e aminoglicosídeos. Menores taxas de resistência foram detetadas para Nitrofurantoína, Fosfomicina, Tigeciclina, carbapenemes e Colistina. A incidência de ESBLs variou entre 11,38%-17,91% para E. coli, 36,44%-61,86% para Klebsiella pneumoniae (com uma tendência de diminuição) e 4,55%-23,53% para Klebsiella oxytoca. A incidência de ESBLs para E. coli e K. oxytoca apresentou a mesma tendência de evolução da resistência às cefalosporinas de terceira geração. No global, os níveis de resistência aos antibióticos permaneceram relativamente estáveis ao longo do período estudado e, em alguns casos, diminuíram nos últimos anos. No entanto, estirpes resistentes a antibióticos de largo espetro, usados como último recurso de tratamento, começaram a aparecer. A monitorização regular da taxa de resistência é mandatória para estabelecer corretamente a terapêutica empírica e limitar a disseminação de bactérias multirresistentes.