Epidemiology of osteoarticular infections caused by Staphylococcus aureus vs caused by Coagulase-negative Staphylococcus: a retrospective study

Abstract

Osteoarticular infections have been a challenging field in our community, since they are difficult to treat and cause severe consequences for the skeletal system. Staphylococcus aureus and Coagulase-negative Staphylococcus are responsible for up to two thirds of osteoarticular infections. The aim of this study is to compare the epidemiology and clinical characteristics of patients diagnosed with osteoarticular infections caused by Staphylococcus aureus versus caused by Coagulase-negative Staphylococcus, as well as to assess the antimicrobial resistance profile of the clinical isolates. This was a single-institutional descriptive and retrospective study of 458 samples gathered from patients admitted at Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra from 2011 to 2021, who were infected either by S. aureus or by Coagulase-negative Staphylococcus. The identification of bacterial strains was made by Vitek® MS (bioMérieux, France) and Bruker®MS (Siemens, USA) systems. The patients’ profiles were analysed after anonymization to establish relevant findings. Among the 458 samples analysed 62% were from male patients. The median age of the patients was 65.5 (±16.1), although patients infected by Coagulase-negative Staphylococcus were older. The most prevalent pathogen was S. aureus (60.78%) followed by S. epidermidis (30.55%). However, in 2017 Coagulase-negative Staphylococcus have been more prevalent than S. aureus. S. aureus revealed a high level of resistance to oxacillin, levofloxacin, erythromycin and clindamycin, and CoNS, in addition to the aforementioned antibiotics, also showed substantial resistance to gentamycin, teicoplanin and trimethoprim/sulfamethoxazole. Overall, for both groups of infections, linezolid, daptomycin and vancomycin are good treatment options in the context of our hospital.As independent risk factors between osteoarticular infections caused by S. aureus and by Coagulase-negative Staphylococcus we identify: prosthetic devices (p<0.001), a previously infected device (p=0.023), osteomyelitis (p<0.001) and being a male (p<0.001). Prosthetic devices are associated with CoNS infections and, on the other hand, S. aureus infections are associated with osteomyelitis and being a male. We highlighted here that our findings should be considered when outlining diagnostic and therapeutic guidelines for osteoarticular infections.

As infeções osteoarticulares têm sido um campo desafiante na nossa comunidade, uma vez que são difíceis de tratar e causam graves consequências para o sistema esquelético. Staphylococcus aureus e Staphylococcus Coagulase-negativos são responsáveis por até dois terços das infeções osteoarticulares. O objetivo deste estudo é comparar a epidemiologia e as características clínicas dos pacientes diagnosticados com infeções osteoarticulares causadas por Staphylococcus aureus versus causadas por Staphylococcus Coagulase-negativos, bem como avaliar o perfil de resistência antimicrobiana dos isolados clínicos. Tratou-se de um estudo descritivo e retrospetivo de 458 amostras recolhidas de doentes admitidos no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra entre 2011 e 2021, infetados por S. aureus ou por Staphylococcus Coagulase-negativos. A identificação de estirpes bacterianas foi realizada pelos sistemas Vitek® MS (bioMérieux, França) e Bruker®MS (Siemens, EUA). Os perfis dos pacientes foram analisados após a anonimização para estabelecer conclusões relevantes. Entre as 458 amostras analisadas, 62% eram de pacientes do sexo masculino. A idade média dos pacientes era de 65.5 (±16.1), embora os pacientes infetados por Staphylococcus Coagulase-negativos fossem mais velhos. O agente patogénico mais prevalente era S. aureus (60.78%) seguido de S. epidermidis (30.55%). No entanto, em 2017, Staphylococcus Coagulase-negativos foram mais prevalentes do que S. aureus. S. aureus revelou um elevado nível de resistência para oxacilina, levofloxacina, eritromicina e clindamicina, e CoNS, para além dos antibióticos acima mencionados, também mostrou uma resistência substancial à gentamicina, teicoplanina e trimethoprim/sulfametoxazol. Globalmente, para ambos os grupos de infeções, linezolid, daptomicina e vancomicina são boas opções de tratamento no contexto do nosso hospital. Como fatores de risco independentes entre as infeções osteoarticulares causadas por S. aureus e por Staphylococcus Coagulase-negativos identificamos: dispositivos protéticos (p<0.001), um dispositivo previamente infetado (p=0.023), osteomielite (p<0.001) e ser do sexo masculino (p<0.001). Os dispositivos protéticos estão associados a infeções por CoNS e, por outro lado, as infeções por S. aureus estão associadas à osteomielite e ao facto de ser do sexo masculino. Destacamos assim que as nossas descobertas devem ser consideradas ao delinear as orientações diagnósticas e terapêuticas para as infeções osteoarticulares.