抗菌素耐药性的entobacterales.从波兰医院手术患者的血液感染隔离的杆菌

摘要

背景和目的．血流感染(BSIs)是最常见的医院获得性感染(HAIs)。我们试图描述流行病学和耐药继发entobacterales.外科患者的脑梗死，并检查是否与医院病房类型相关。材料和方法．该多中心(波兰南部13家医院)实验室回顾性研究评估了2015-2018年住院的因手术部位感染(SSI)继发BSI的成人;121.entobacterales.收集菌株。按照EUCAST的建议进行耐药检测。确认扩展频谱存在的测试β-lactamases (ESBLs)和宝对耐药基因进行了检测。人群中可能发生的克隆性流行病k .肺炎对菌株进行了检测。结果．的患病率entobacterales.继发性BSI为12.1%;最常见的菌株是大肠杆菌(N= 74,61.2%)和克雷伯氏菌SPP。(N= 33,27岁．2.%). High resistance involved ampicillin and ampicillin/sulbactam (92, 8–100%), fluoroquinolones (48–73%), and most cephalosporins (29–50%). Carbapenems were the antimicrobials with the susceptibility at 98%. The prevalence of ESBL strains was 37.2% (N = 45）所有ESBL菌株均为阴性宝_CTX-M基因，26.7%宝_SHV基因，24.4%有宝_TEM基因。的多样性克雷伯氏菌菌株比较高。只有4个菌株属于一个克隆。结论．特别令人担忧的是entobacterales.在BSI中，以及经常用于经验治疗的高抗性药剂。为了提高外科部门在外科治疗的有效性，我们需要了解外科手术部位感染和BSI的流行病学，次要到SSI。我们惊讶地注意到高异质性k .肺炎菌株，这与我们以前的经验不同。

1.介绍

近年来，血流感染(BSI)的流行病学数据表明，其微生物病原的流行率发生了变化。革兰氏阴性病原体是引起菌血症的主要原因，据研究人员说大肠杆菌增加了33%，占所有病原体的¼，在75岁以上的患者中，甚至超过30% [1.］.entobacterales.血流感染（BSI）是最常见的医院收养的感染（HA），特别是在手术患者中。世界各地，也在波兰，有更多的二级BSIS，这是一个呼吁采取立即采取措施的事实，以防止成人的BSI。

1983年，具有扩展频谱的菌株β- 首先观察 - 酰胺酶（ESBL）机制，这种表型在革兰氏阴性抗性菌株中迅速变得显着。主要由质粒传播的基因负责对青霉素，头孢菌素和阿兹特隆抗性的抵抗力，并且它们的存在也与除了以外的抗生素的抗性有关β-内酰胺类，即氟喹诺酮类或氨基糖苷类[2.］.20多年来，已经观察到耐药菌株和ESBL菌株感染数量的增加[2.］.头孢菌素等廉价抗生素的广泛使用导致ESBL菌株在欧洲和美国传播[3.］.在ESBL菌株中，大肠杆菌和肺炎克雷伯菌最常导致BSI [2.,4.］.

Sakellariou等人的研究表明大肠杆菌BSI通常起源于泌尿系统，而k .肺炎BSI与手术部位感染（SSI），呼吸道感染或未知感染有关[5.］.增加此类感染风险的因素包括侵入性器械的存在，特别是血管或留置导管、年龄、ICU住院时间、感染性休克、住在养老院以及以前的抗生素治疗或不当治疗[4.,6.］.使用第三代头孢菌素进行抗生素治疗，β-内酰胺类和氟喹诺酮类在ESBL表型的发展中特别重要[4.］.ESBL感染与死亡率增加、费用增加和住院时间延长有关[2.］.esbl阳性患者k .肺炎与手术部位感染相关的危险因素包括腹膜炎、使用广谱头孢菌素、中性粒细胞减少症、感染性休克和ICU住院[7.］.

本研究的主要目的是确定其耐药情况entobacterales.手术患者继发性血流感染分离。在本手稿中，只有实验室确认的血流感染(LC-BSIs)病例根据欧洲疾病预防和控制中心(ECDC)的定义进行了分析，在该定义中，只有当患者表现出以下至少一种症状时才进行诊断:发热(>38°C)、寒颤、血压下降、血液培养至少有一个阳性结果和一种病原微生物被分离，或两次独立试验，间隔48小时，引起[8.］.此外，在k .肺炎对菌株进行了检测。

2。材料和方法

基于多中心的实验室的回顾性研究包括997名成人手术患者（18≤），LC-BSIS住院，位于波兰南部（13家医院）。患者在15种不同类型的手术单位中住院治疗：一般，泌尿外科和血管外科病房，或妇科和妇产病病房。合格标准是为了诊断次级血流感染，除非中央或外周静脉导管BSI。

总共，121entobacterales.菌株被隔离。根据标准方法使用Maldi-Tof Biotyper（Bruker Corporation）进行微生物的鉴定。分离株在2015年1月1日至2018年1月1日至12月31日至2018年12月31日和Jagiellonian大学医学院的微生物学系进行了回顾性收集。

根据欧洲抗菌药物敏感性试验委员会(EUCAST，http://www.eucast.org/clinical_breakpoints/；2017年12月获得），通过Müeller–Hinton琼脂平板上的纸片扩散法测定对六类抗菌药物的耐药性：青霉素（也含克拉维酸和他唑巴坦）、头孢菌素（第四代头孢呋辛、头孢他啶、头孢噻肟、头孢吡肟和头孢哌酮-舒巴坦）、碳青霉烯类抗生素（厄他培南、亚胺培南和美罗培南）、氨基糖苷（阿米卡星、庆大霉素和妥布霉素）、氟喹诺酮（环丙沙星）和磺胺甲恶唑与甲氧苄啶。

使用Cefotaxime，Ceftazidime，Cefepime和AztReonam圆盘组合的修改后的双磁盘协同测试检测到ESBL活性，围绕含有Amoxicillin /克拉维酸的圆盘分开，将20mm分开[9］.

采用多重PCR对所有具有ESBL活性的分离株进行筛选宝_TEM,宝_SHV,宝_OXAβ- 酰胺酶基因和变体宝_CTX-Mβ-内酰胺酶基因(组包括宝_CTX-M-1,宝_CTX-M-3,宝_CTX-M-15，第2组包括宝_CTX-M-2，第9组包括宝_CTX-M-9和宝_CTX-M-14)，使用以前发表的引物[10].由于ESBLs的数量在克雷伯氏菌种虫害的肺炎克雷伯菌菌株（N= 27)，进行脉冲场凝胶电泳(PFGE)检测克隆流行。我们之前的实验表明克雷伯氏菌在波兰各部门隔离的菌株往往属于一个克隆。PFGE用于确定可能的水平转移k .肺炎来自同一病房的患者中的菌株。用10 u消化基因组DNAXbaI（EURx，波兰格但斯克）。使用CHEF III PFGE系统（波兰华沙BioRad）在14°C、6°C、0.5三硼酸EDTA缓冲液中获得DNA指纹图谱 V代表22人 脉冲时间为2–35的斜坡 s、 使用Gelcomar（应用数学）进行聚类分析，使用骰子系数和算术平均值的未加权对分组法。

3.结果

中位年龄（四分位Q1和Q3）为67岁（59,76），63名（52.0%）患者为女性。大多数患者（47人，38.8%）在普通外科病房住院。在不到59岁的范围内，观察到女性患者数量高于男性（分别为39.6%和13.7%）；而随着年龄的增长，男性的病例数量有所增加（70岁以上：男性51.7%，女性26.9%）。

的患病率entobacterales.继发性BSI为12.1%;最常见的菌株是大肠杆菌(N= 74,61.2%)和克雷伯氏菌SPP。（33例患者，27.2％），无论性别或年龄组（表1.)．在属克雷伯氏菌,27岁肺炎克雷伯菌，5克雷伯氏菌oxytoca，及克雷伯氏菌mobilis确定了菌株。其他物种的一小部分entobacterales.杆菌为11.5%。在指定为“其他”的组中，有10个菌株变形杆菌，3肠杆菌属下水道，及Citrobacter Freundii.．

氨苄西林与舒巴坦联合用药的耐药性最高，达100%(见表)2.)．高耐药性还涉及氟喹诺酮类(48-73%)和大多数头孢菌素类(29-50%)。只有1株(0.8%)菌株完全敏感，但37株(30.6%)菌株对5种或5种以上的抗菌药物耐药(见表)2.)．研究的菌株仅对肉豆蔻（近100％敏感性）和两个菌株（大肠杆菌和肺炎克雷伯菌)对所选碳青霉烯类有抗性。

ESBL菌株的患病率为37.2％（N = 大多数ESBL阳性菌株属于该属克雷伯氏菌(N = 22；66.7%），尤其是在普通外科病房(N = 175；1.5%）大肠杆菌，虽然它们构成了大多数entobacterales.ESBL菌株约为1 / 4(表1)3.)．

在ESBL中（N= 45株，12株(26.7%)宝_SHV基因(10克雷伯氏菌另外2株），11株（24.4%）感染宝_TEM（6.克雷伯氏菌， 3个，2个大肠杆菌），14个菌株（31.1％）宝_OXA（6.大肠杆菌，6克雷伯氏菌， 45株(100%)宝_CTX-M(表3.)．

最常见的是宝_CTX-M属于第1组的基因(包括宝_CTX-M-1,宝_CTX-M-3,宝_CTX-M-15)达34株(75.5%)，其次为变异株宝_CTX-M组9(包括宝_CTX-M-9和宝_CTX-M-144株(8.9%)宝_CTX-M-2）在一个菌株中（2.2％）。七个宝_CTX-M基因属于测试以外的群体。

pfge的结果，在研究中肺炎克雷伯菌结果显示，来自普通外科病房的菌株中，只有4株属于一个克隆。其他菌株差异很大(图)1.)．

4.讨论

entobacterales.感染在外科病房中是常见的，但是所呈现的数据表明，它们的患病率显着取决于手术程序的类型。在分析的人群中，它们通常是普遍的手术和泌尿外学程序，而在其他人群中，这种类型的病因很少见。

根据Kolpa等人的研究肠杆菌科神经外科手术后患者HAIs发生率为25.8%，但主要与BSI病例有关，BSI发生率高达29.8% [11］.类似的值(33%)在儿童心脏手术[12］.不出所料，在泌尿外科手术后患者感染的研究中得到了完全不同的结果肠杆菌科在BSI中构成67.9％。来自LC-BSI的菌株显示出显着的耐药性。它们非常敏感，仅适用于Ciphofloxacin，Piperacillin-Tazobactam（90％），梅洛尼蛋白和庆大霉素（100％）[13］.

Melzer等人认为，导尿管增加了严重菌血症的风险，只有在有临床指征时才应使用[14］.Lillie等人的研究结果。确认BSI增加的主要原因之一是使用泌尿导管，通常是不必要的[15］.减少泌尿科患者BSI的最好方法可能是减少留置导尿管的使用，缩短导尿管的使用[16］.

为了提高外科经验治疗的有效性，我们需要了解手术部位感染和继发于SSI的BSI的流行病学，包括其微生物病原学的流行情况和抗生素耐药性情况。我们的结果表明在entobacterales.波兰南部外科患者继发性bsi相关菌株。这种情况可能会影响经验治疗失败的风险。根据目前研究人群的数据，有效的经验治疗可能只有头孢哌酮舒巴坦或哌拉西林他唑巴坦联合氨基糖苷类或碳青霉烯类使用，这是绝对不利的，因为它具有增加碳青霉烯类耐药性的高风险entobacterales.这在罗马尼亚、希腊和意大利等其他欧洲国家已经是一个大问题。17］.在波兰,大肠杆菌和k .肺炎菌株，对氨基青霉素类、第三代头孢菌素类、氟喹诺酮类的耐药仍然是一个更大的问题，但这并不意味着我们不必害怕出现耐碳青霉烯类菌株[18].幸运的是，对碳青霉烯类抗生素的耐药性entobacterales.这在我们的研究中没有得到证实，因为只有一种菌株对亚胺培南有耐药性。然而，应用其中的一种抗菌素属β-内酰胺类、碳青霉烯类、氨基糖苷类或氟喹诺酮类可能导致对几种抗生素的共同选择耐药性。这表明需要在进行靶向治疗的同时进行微生物试验，并进行精确的微生物监测。不幸的是，在波兰的医院，微生物检测未得到充分利用，抗生素的消耗量在欧洲是最高的[19］.另一方面，需要采取措施来实施适当的感染预防和控制程序。

尽管我们的研究中没有发现含有Carbapenem的机制，但我们仍然观察到高水平的ESBL阳性菌株，特别是k .肺炎．这种观察结果与来自哨兵抗微生物监测计划的报道一致，这表明ESBL阳性份额的份额连续而更快地增加k .肺炎和大肠杆菌美国医院内各类感染的菌株[20.］.在我们2011-2013年的研究中，ESBL的存在仅略低，KP为57%，EC为21.4% [21]此外，从新生儿分离的ESBL菌株对氨基糖苷类和SXT具有耐药性。45株产ESBL菌株的分子特征表明，所有（100%）菌株均产ESBL宝_CTX-M-type esbls，它由组中的大部分代表宝_CTX-M-1,宝_CTX-M-3,宝_CTX-M-15(75.5%)，与我们对波兰南部ESBL菌株的其他研究一致[21,22］.

分子研究表明，由于ESBL阳性菌株的爆发的份额大于其他机制（克隆扩散和质粒转移）是重要的。来自外科患者的材料（伤口，血液）的ESBL阳性菌株的丰富也可能是由于侵略性的广谱抗生素政策。当制造药物传递算法时，我们不应忽略ESBL的本地普遍性。

根据以往在波兰医院进行研究的经验，我们知道克隆性传播更经常影响肺炎克雷伯菌压力比大肠杆菌; 因此，我们现在已经检查了该物种中ESBL的高比例是否与克隆爆发无关[21,23］.然而，多样性克雷伯氏菌PFGE中菌株含量较高，仅4株属于一个克隆。这个事实与我们以前的经验不同;本研究中感染病例可能与水平转移无关。

ESBLS中的高度普及entobacterales.在普通人群中ESBLs的高百分比并不能明确地与医院病房中的ESBLs联系在一起，Ny等人在包括波兰在内的六个欧洲国家的志愿者中进行的研究显示，ESBLs的患病率为8%大肠杆菌ESBL和0％k .肺炎在Silesian vovodeship的波兰航空公司中使用ESBL [24］.

根据所提出的数据，靶向治疗的快速实施，特别是基于敏感和快速的诊断测试，对于成功感染治疗特别重要。除了物种鉴定外，可以通过分子方法鉴定来自血液的细菌的越来越多的商业套件能够检测最流行的电阻机制，例如KPC，NDM，宝_OXA-48.在波兰，目前还没有关于如何有效实施这类程序的明确建议，对许多医院和实验室来说，现代检测的成本也可能是一个障碍[25］.我们的研究有一些限制。它通常认为大肠杆菌和k .肺炎BSI的表现类似，因为这种组合在文献中普遍采用。关于住院期间的临床数据可用，我们只能分析住院结果。以前的住院史未知，我们不知道患者以前是否使用过抗生素或有潜在疾病.

数据可用性

用于支持这项研究结果的数据可根据要求从Jagiellonian大学医学院微生物系获得(Agnieszka Chmielarczyk，阿格涅斯卡。chmielarczyk@uj.edu.pl和工会领导人Wojkowska-Mach,Jadwiga.wojkowska-mach@uj.edu.pl)．KORLAB实验室也提供了菌株耐药性的数据(Monika Pomorska-Wesołowskamonikapw@op.pl)．

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

作者的贡献

ACh和JWM构思并设计了这项研究;MP-W收集数据;DR和MK进行表型和基因型分析;ACh和JWM对数据进行分析和解释;MK, ACh和JWM撰写了手稿;Ach和JWM对其进行了审核和修改，并最终批准了将要发布的版本。

致谢

这项工作得到了Jagiellonian大学医学院的批准（N41 / DBS / 000053）的支持。

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