Comparison of the Distribution of Fungal Isolates from Blood Cultures Before and After the COVID-19 Pandemic: A Six-Year Observational Study

Abstract

Changes in the distribution of causative species and antifungal susceptibility in candidiasis might affect prognosis in patients. This study aims to compare the distribution and antifungal susceptibility of fungal species isolated from blood cultures before (2016-2019) and after (2020-2024) the COVID-19 pandemic. In the study, fungal species isolated from blood cultures between 2016 and 2024 at the Medical Microbiology Laboratory of Gazi University Faculty of Medicine were evaluated. Blood cultures were incubated on the BACT/ALERT® 3D device during the pre-COVID-19 and post-COVID-19 periods. Phenotypic methods (ID32C) were used to identify the growing fungi before the pandemic, while the VITEK® MS (MALDI-TOF MS) system was used in the post-pandemic period. Antifungal susceptibility tests were performed using the CLSI M27-A3 microdilution reference method. A total of 148734 blood cultures collected at Gazi University Hospital between 2016-2019 and 2020-2024 were analyzed. In the pre-COVID-19 period, the positive culture rate was 16% (8397/53835) and the fungal positivity rate was 5% (391/8397), while in the post-pandemic period, these rates were 17% (16,572/94,899) and 5% (845/16,572), respectively. The four most frequently isolated species in both periods were Candida albicans (40% → 39%), Nakaseomyces glabratus (19% → 18%), Candida parapsilosis (14% → 23%), and Candida tropicalis (9% → 7%), with the increase in C. parapsilosis being statistically significant (p=0.011). Based on MIC90 values, increase was detected for fluconazole in C. tropicalis (4→8 µg/ml), voriconazole in N. glabratus and C. tropicalis (0.25→2 and 0.25→4 µg/ml, respectively), and amphotericin B in C. albicans and C. parapsilosis (0.25→1 µg/ml). These findings indicate that antifungal susceptibility has decreased in some species and requires careful monitoring. Limited differences were observed in the distribution of pathogens before and after the pandemic, but notable increases in antifungal resistance were observed. It is recommended that clinical microbiology laboratories regularly evaluate species and susceptibility distributions.

Keywords

• COVID-19
• Candida
• fungemia
• antifungal susceptibility
• blood culture

KAN KÜLTÜRLERİNDEN İZOLE EDİLEN MANTARLARIN COVID-19 PANDEMİSİ ÖNCESİ VE SONRASI DÖNEMLERDEKİ DAĞILIMLARININ KARŞILAŞTIRILMASI: ALTI YILLIK GÖZLEMSEL BİR ÇALIŞMA

Abstract

Kandidemilerde etken tür dağılımında ve antifungal duyarlılık durumundaki değişimler, hastalarda prognozu etkileyebilmektedir. Bu çalışma, COVID-19 pandemisi öncesi (2016-2019) ve sonrası (2020-2024) dönemlerde kan kültürlerinden izole edilen mantar türlerinin dağılımlarını ve antifungal duyarlılıklarını karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Çalışmada, Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarı'nda 2016-2024 yılları arasında kan kültürlerinden izole edilen mantar türleri değerlendirilmiştir. Kan kültürleri COVID-19 öncesi ve COVID-19 sonrası dönemde BACT/ALERT® 3D cihazında inkübe edilmiştir. Üreyen mantarların tanımlanmasında pandemiden önce fenotipik yöntemler (ID32C) kullanılırken, pandemi sonrası dönemde VITEK® MS (MALDI-TOF MS) sisteminden yararlanılmıştır. Antifungal duyarlılık testleri CLSI M27-A3 mikrodilüsyon referans yöntemiyle yapılmıştır. Gazi Üniversitesi Hastanesi’nde 2016-2019 ve 2020-2024 dönemlerinde alınan toplam 148734 kan kültürünün analizi yapılmıştır. COVID-19 öncesi dönemde pozitif kültür oranı %16 (8397/53835) ve mantar pozitifliği %5 (391/8397) iken, pandemi sonrası dönemde bu oranlar sırasıyla %17 (16.572/94.899) ve %5 (845/16.572) olarak saptanmıştır. En sık izole edilen dört tür her iki dönemde Candida albicans (%40→%39), Nakaseomyces glabratus (%19→%18), Candida parapsilosis (%14→%23) ve Candida tropicalis (%9→%7) olmuş, C. parapsilosis’teki artış istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p=0.011). MİK90 değerleri esas alındığında flukonazol için C. tropicalis’te (4→8 µg/ml), vorikonazol için N. glabratus ve C. tropicalis’te (sırasıyla 0.25→2 ve 0.25→4 µg/ml), amfoterisin B için ise C. albicans ve C. parapsilosis’te (0.25→1 µg/ml) artış izlenmiştir. Bu bulgular, bazı türlerde antifungal duyarlılığın azaldığını ve dikkatli izlenmesi gerektiğini göstermektedir. Pandemi öncesi ve sonrası dönemde etken dağılımlarında sınırlı farklılıklar izlenmiş, antifungal direnç açısından dikkat çekici artışlar gözlemlenmiştir. Klinik mikrobiyoloji laboratuvarlarının düzenli aralıklarla tür ve duyarlılık dağılımlarını değerlendirmesi önerilmektedir.

Keywords

• COVID-19
• Candida
• fungemi
• antifungal duyarlılık
• kan kültürü

References

1. Abdoli A, Falahi S, Kenarkoohi A. COVID-19-associated opportunistic infections: a snapshot on the current reports. Clin Exp Med. 2022; 22: 327-46. https://doi.org/10.1007/s10238-021-00751-7
2. Alkan Çeviker S, Günal Ö, Kılış SS, Köksal E, Tahmaz A. Üçüncü basamak hastanede sağlık hizmeti ile ilişkili kandidemilerin epidemiyolojisi ve mikrobiyolojik özellikleri: Tek merkez deneyimi. Muğla Sıtkı Koçman Üni Tıp Derg. 2020;7(1):12-7.
3. Alwazzeh MJ, Alnimr A, Al Nassri SA, Alwarthan SM, Alhajri M, AlShehail BM, Almubarak M, Alghamdi NS, Wali HA. Microbiological trends and mortality risk factors of central line-associated bloodstream infections in an academic medical center 2015–2020. Antimicrob Resist Infect Control. 2023;12:128. https://doi.org/10.1186/s13756-023-01338-5
4. Arikan-Akdagli S, Gülmez D, Doğan Ö, Çerikçioğlu N, Doluca Dereli M, Birinci A, Yıldıran ŞT, Ener B, Öz Y, Metin DY, Hilmioğlu-Polat S, Kalkancı A, Koç N, Erturan Z, Fındık D. First multicentre report of in vitro resistance rates in candidaemia isolates in Turkey. J Glob Antimicrob Resist. 2019;18:230-4. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.04.003.
5. Beder D, Esenkaya Taşbent F, Doğan M. Kan kültürlerinde tespit edilen Candida izolatlarının dağılımı ve antifungal duyarlılıkları. ANKEM Derg. 2020;34(3):77-85. https://doi.org/10.5222/ankem.2020.077
6. Bektaş AD, Yasa EO, Habip Z, Koçoğlu E. Çocuklarda invaziv kandida enfeksiyonlarında risk faktörlerinin değerlendirilmesi. J Pediatr Inf. 2023;17(3):147-55. https://doi.org/10.5578/ced.20239714
7. Bays DJ, Jenkins EN, Lyman M, Chiller T, Strong N, Ostrosky-Zeichner L, Hoenigl M, Pappas PG, Thompson III GR. Epidemiology of invasive candidiasis. Clin Epidemiol. 2024;16:549-66. https://doi.org/10.2147/CLEP.S459600
8. Brandt FP, Sawazaki JA, Cavalcante RS. Epidemiology of candidemia during COVID-19 pandemic era in a teaching hospital: A non-concurrent cohort study. Med Mycol. 2024;62(7):myae069. https://doi.org/10.1093/mmy/myae069

9. Çiçek-Kolak Ç, Erman-Daloğlu A, Özhak B, Öğünç D, Günseren F. Akdeniz Üniversitesi Hastanesi’nde izlenen yetişkin hastalarda kandidemi epidemiyolojisi, Candida türlerinin antifungal duyarlılıkları ve mortalite üzerine etkileri. Klimik Derg. 2019;32(3):250-8. https://doi.org/ 10.5152/kd.2019.71
10. Denning DW. Global incidence and mortality of severe fungal disease. Lancet Infect Dis. 2024;24(7):e428-e438. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(23)00692-8
11. Erdal B, Keskin B, Altıntaş N, Kiraz N. COVID-19 hastalarında sekonder enfeksiyonlar ve literatürün gözden geçirilmesi: Üniversite hastanesinde yapılan retrospektif bir çalışma. ANKEM Derg. 2022;36(2):64-73. https://doi.org/10.54962/ankemderg.1163275
12. Eren E, Sav H, Beştepe Dursun Z. Araştırma hastanesinde yoğun bakım ünitelerindeki hastalardan izole edilen Candida türlerinin epidemiyolojisi ve antifungal duyarlılığı. Turk Hij Den Biyol Derg. 2022;79(1):93-102. https://doi.org/10.5505/TurkHijyen.2022.34356
13. Hoenigl M, Seidel D, Sprute R, Cunha C, Oliverio M, Goldman GH, et al. COVID-19-associated fungal infections. Nat Microbiol. 2022;7:1127-40. https://doi.org/10.1038/s41564-022-01172-2
14. Kangabam N, Nethravathy V. An overview of opportunistic fungal infections associated with COVID-19. 3 Biotech. 2023;13:231. https://doi.org/10.1007/s13205-023-03648-2
15. Lin GL, Chang PH, Lee IK, Chen YC, Lee CH. Clinical characteristics and outcomes of patients with candidemia during the COVID-19 pandemic: Insights from experience in the Omicron era. J Microbiol Immunol Infect. 2024;57(5):812-21. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2024.07.014
16. Lutufyo TE, Qin W, Chen X. Central line associated bloodstream infection in adult intensive care unit population -Changes in epidemiology, diagnosis, prevention, and addition of new technologies. Advan Infect Dis. 2022;12:252-80. https://doi.org/ 10.4236/aid.2022.122022
17. 17. Maffezzoli P, Kestler M, Burillo A, Corcione S, De Rosa FG, Muñoz P, Bouza E. Diagnostic and prognostic value of time to positivity in blood cultures. An opinion paper. Rev Esp Quimioter. 2025;38(1):8-20. https://doi.org/10.37201/req/094.2024
18. Macauley P, Epelbaum O. Epidemiology and mycology of candidaemia in non-oncological medical intensive care unit patients in a tertiary center in the United States. Mycoses. 2021;64(6):634-40. https://doi.org/10.1111/myc.13258
19. Najafzadeh MJ, Shaban T, Zarrinfar H, Sedaghat A, Hosseinikargar N, Berenji F, Jalali M, Lackner M, James JE, Ilkit M, Lass-Flörl C. COVID-19 associated candidemia: From a shift in fungal epidemiology to a rise in azole drug resistance. Med Mycol. 2024;62(4):myae031. https://doi.org/10.1093/mmy/myae031
20. Ntziora F, Giannitsioti E. Bloodstream infections in the era of the COVID-19 pandemic: Changing epidemiology of antimicrobial resistance in the intensive care unit. J Intensive Med. 2024;4(3):269-80. https://doi.org/10.1016/j.jointm.2023.12.004
21. Öner P, Öner F, Aytaç Ö, Şenol FF, Arı N, Çağlar H, Aşcı Toraman Z. COVID-19 tanılı hastalardan izole edilen Kandida türleri ve antifungal duyarlılıklarının pandemi öncesi dönem ile karşılaştırılması. Harran Üni Tıp Fak Derg. 2023;20(1):31-8. https://doi.org/10.35440/hutfd.1134599
22. Ozalp O, Komec S, Unsel M, Gunduz A, Altuntas Aydin O. Analysis of candidemia cases in a city hospital during the COVID-19 pandemic. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2024;28(6):2558-68. https://doi.org/10.26355/eurrev_202403_35762
23. Özdemir K, Kocaoğlu C, Sayın Kutlu S, Ergin Ç, Kutlu M. Epidemiology, risk factors and mortality of candidemia: case-control study. FLORA. 2020;25(2):206-12. https://doi.org/10.5578/flora.68736
24. Parsons MG, Diekema DJ. What is new in fungal infections?. Mod Pathol. 2023;36(6):100187. https://doi.org/10.1016/j.modpat.2023.100187
25. Sargın-Altunok E, Batırel A, Ersöz Z, Akay-Güven D, Öztürk-Aydemir S. COVID-19, santral venöz kateter ilişkili kan dolaşımı infeksiyon riskini artırıyor mu? KLiMiK Derg. 2022;35(3):191-5. https://doi.org/10.36519/kd.2022.4272
26. Siopi M, Georgiou PC, Paranos P, Beredaki MI, Tarpatzi A, Kalogeropoulou E, Damianidou S, Vasilakopoulou A, Karakosta P, Pournaras S, Meletiadis J. Increase in candidemia cases and emergence of fluconazole-resistant Candida parapsilosis and C. auris isolates in a tertiary care academic hospital during the COVID-19 pandemic, Greece, 2020 to 2023. Euro Surveill. 2024;29(29):2300661. https://doi.org/ 10.2807/1560-7917.ES.2024.29.29.2300661.
27. Solmaz N, Kuşcu F, Candevir A, Kömür S, Kurtaran B, İnal AS, Ertürk D, Kibar F, Taşova Y. Üçüncü basamak bir hastanede kandidemi epidemiyolojisi ve mortalite risk faktörlerinin değerlendirilmesi: 11 yıllık retrospektif bir çalışma. FLORA 2025;30(1):79-90. https://doi.org/10.5578/flora.2025011322
28. Szekely J, Rakchang W, Rattanaphan P, Kositpantawong N. Fluconazole and echinocandin resistance of Candida species in invasive candidiasis at a university hospital during pre-COVID-19 and the COVID-19 outbreak. Epidemiol Infect. 2023;151:e146. https://doi.org/ 10.1017/S0950268823001346.6
29. Şanlı K, Mart Kömürcü SZ, Şahin AS. Kan kültürlerinde üretilen yoğun bakım ünitesi hastalarında Candida epidemiyolojisi ve antifungal direnç değişiminin incelenmesi, 2015-2019. Dicle Med J. 2021;48(4):796-805. https://doi.org/10.5798/dicletip.1037792
30. Tepe D, Aksoy F, Yilmaz G, Tosun İ, Özkaya E, Kaya S. Fungemia due to rare yeasts other than Candida: 10 years of single-center experience. Med J Infect Microb Antimicrob. 2023;12:9. https://doi.org/10.4274/mjima.galenos.2023.2022.92023;12:9
31. Tsai CS, Lee SS, Chen WC, Tseng CH, Lee NY, Chen PL, Li MC, Syue LS, Lo CL, Ko WC, Hung YP. COVID-19-associated candidiasis and the emerging concern of Candida auris infections. J Microbiol Immunol Infect. 2023;56(4):672-9. https://doi.org/ 10.1016/j.jmii.2022.12.002.
32. Uyar C, Yıldız E, Genç Ö, Ak Ö, Koçak E, Alkan S, Balcı C, Korkmaz P, Özatağ DM, Aslan H. Evaluation of candidemia risk factors and Candida species distribution in intensive care units among patients with and without COVID-19. Saudi Med J. 2024;45(6):606-16. https://doi.org/ 10.15537/smj.2024.45.6.20240102.
33. Suleyman G, Alangaden GJ. Nosocomial fungal infections: epidemiology, infection control, and prevention. Infect Dis Clin North Am. 2021;35(4):1027-53. https://doi.org/10.1016/j.idc.2021.08.002
34. Shin SU, Bae S, Cho D, Lee A, Jeong HS, Hwang S, Kim S, Kim M, Kim SE, Kim UJ, Kang SJ, Park KH, Chang HH, Jung SI. Comparison of clinical characteristics and outcomes in candidaemia patients with and without COVID-19: a multicentre retrospective study. BMC Infect Dis. 2024;24(1):1473. https://doi.org/ 10.1186/s12879-024-10373-5.
35. Orosz L, Burián K. The "COVID effect" in culture-based clinical microbiology: Changes induced by COVID-19 pandemic in a Hungarian tertiary care center. J Infect Public Health. 2024;17(7):102453. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2024.05.041
36. Wiederhold NP. Emerging fungal infections: New species, new names, and antifungal resistance. Clin Chem. 2021;68(1):83-90. https://doi.org/10.1093/clinchem/hvab217
37. Wisplinghoff H, Bischoff T, Tallent SM, Seifert H, Wenzel RP, Edmond MB. Nosocomial bloodstream infections in US hospitals: analysis of 24,179 cases from a prospective nationwide surveillance study. Clin Infect Dis. 2004;39(3):309-17. https://doi.org/ 10.1086/421946.