Non-fermentative Gram Negative Bacilli Isolated as Agents of Bloodstream Infection in a Tertiary Hospital and Their Antibiotic Susceptibilities: An Eight Year Analysis

Abstract

Non-fermentative Gram-negative bacteria are among the significant pathogens of bloodstream infections, especially in immunocompromised patients, and pose therapeutic challenges due to increasing antibiotic resistance. This study evaluated the distribution and antibiotic resistance profiles of non-fermentative Gram-negative bacteria isolated as causative agents of bloodstream infections over an eight-year period in a tertiary care hospital. In this retrospective cross-sectional study, blood culture samples submitted to our hospital’s microbiology laboratory between 2016 and 2023 were analyzed. Bacteria isolated from blood samples that grew using the BacT/ALERT 3D system were identified using automated systems (VITEK2 Compact and VITEK MS). Antibiotic susceptibilities were assessed according to EUCAST and CLSI guidelines. Repeated isolates were excluded, and species with fewer than 30 isolates were omitted from statistical analysis. Over the eight-year period, growth was detected in 20% of the total of 132904 blood culture samples. and 1974 (7.4%) of them yielded non-fermentative Gram-negative bacteria. Of these, 61.1% were obtained specimens sent from intensive care units. The most frequently isolated bacteria were Acinetobacter baumannii (41.4%), Pseudomonas aeruginosa (29.6%), and Stenotrophomonas maltophilia (13.1%). A. baumannii isolates exhibited high resistance to multiple antibiotics, notably carbapenems (93.7% imipenem resistance), piperacillin/tazobactam, and ciprofloxacin. In contrast, P. aeruginosa isolates displayed a lower resistance profile. Among S. maltophilia strains, resistance to ceftazidime was 40%, while resistance to trimethoprim/sulfamethoxazole and levofloxacin remained lower. Continuous monitoring of local resistance data, and the development of rational antibiotic use policies are critically important for the effective management of infections. The high antibiotic resistance rates observed in A. baumannii strains in this study are particularly worrisome.

Keywords

• Acinetobacter baumannii
• Antibiotic resistance
• Bloodstream infection
• Non-fermentative bacteria
• Pseudomonas aeruginosa.

ÜÇÜNCÜ BASAMAK BİR HASTANEDE KAN DOLAŞIMI ENFEKSİYONU ETKENİ OLARAK İZOLE EDİLEN NON-FERMENTATİF GRAM NEGATİF BASİLLER VE ANTİBİYOTİK DUYARLILIKLARI: SEKİZ YILLIK ANALİZ

Abstract

Non-fermentatif Gram negatif bakteriler, özellikle bağışıklığı baskılanmış hastalarda kan dolaşımı enfeksiyonlarının önemli etkenleri arasında yer almakta ve artan antibiyotik dirençleri nedeniyle tedavi zorlukları oluşturmaktadır. Bu çalışmada, üçüncü basamak bir hastanede sekiz yıllık dönemde kan dolaşımı enfeksiyonu etkeni olarak izole edilen non-fermentatif Gram negatif bakterilerin dağılımı ve antibiyotik direnç profilleri değerlendirildi. Bu retrospektif kesitsel çalışmada, 2016-2023 yılları arasında hastanemizin mikrobiyoloji laboratuvarına kabul edilen kan kültürü örnekleri analiz edildi. BacT/ALERT 3D sistemi kullanılarak üreme saptanan kan örneklerinden izole edilen bakteriler otomatize sistemlerle (VITEK2 Compact ve VITEK MS) tanımlandı.Antibiyotik duyarlılıkları EUCAST ve CLSI kriterlerine göre değerlendirildi. Tekrarlayan izolatlar dışlandı; <30 örnekli türler istatistiksel analizden çıkarıldı. Sekiz yıllık sürede toplam 132904 kan kültürü örneğinin %20’sinde üreme gözlendi ve 1974’ünde (%7.4) non-fermentatif Gram negatif bakteri saptandı. Bunların %61.1’i yoğun bakım ünitelerinden gönderilen örneklerden elde edildi. En sık izole edilen bakteriler Acinetobacter baumannii (%41.4), Pseudomonas aeruginosa (%29.6) ve Stenotrophomonas maltophilia (%13.1) idi. A. baumannii izolatları başta karbapenemler (%93.7 imipenem direnci), piperasilin/tazobaktam ve siprofloksasin olmak üzere birçok antibiyotiğe yüksek oranda direnç saptandı. P. aeruginosa izolatları ise daha düşük direnç profili sergiledi. S. maltophilia suşlarında seftazidime karşı direnç %40 oranında olup trimetoprim/sülfametoksazol ve levofloksasin direnç oranları daha düşük seviyede saptandı. Yerel direnç verilerinin sürekli izlenmesi ve akılcı antibiyotik kullanım politikalarının geliştirilmesi, enfeksiyonların etkili yönetimi için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada A. baumannii suşlarında gözlenen yüksek antibiyotik direnç oranları özellikle endişe vericidir.

Keywords

• Acinetobacter baumannii
• Antibiyotik direnci
• Kan dolaşımı enfeksiyonu
• Nonfermentatif bakteriler
• Pseudomonas aeruginosa

References

1. Al-Hasan M. N., Eckel-Passow J. E., Baddour L. M. Impact of Healthcare-Associated Acquisition on Community-Onset Gram-Negative Bloodstream Infection: A Population-Based Study: Healthcare-Associated Gram-Negative BSI. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2012; 31 (6), 1163–1171.
2. Arabacı, Ç., Yanılmaz, Ö., Uzun, B. Çeşitli klinik örneklerden izole edilen Stenotrophomonas maltophilia suşlarının antibiyotik duyarlılıkları. ANKEM Derg, 2019;33(2), 58-64.
3. Arega B, Woldeamanuel Y, Adane K, Sherif AA, Asrat D. Microbial spectrum and drug-resistance profile of isolates causing bloodstream infections in febrile cancer patients at a referral hospital in Addis Ababa, Ethiopia. Infect Drug Resist. 2018;11:1511-1519.
4. Arslan GK, Esenkaya Taşbent F, Doğan M. Sınırlı antibiyotik seçeneği olan stenotrophomonas maltophilia enfeksiyonlarında antibiyotik direnç profili, Turk Mikrobiyol Cemiy Derg. 2021;51(4):334-40.
5. Ateş F, Çiftçi N, Tuncer İ, Türk Dağı H. Kan Kültürlerinden Soyutlanan Non- Fermentatif Bakterilerin Dağılımlarının ve Antibiyotik Duyarlılık Oranlarının İncelenmesi Türk Mikrobiyol Cem Derg. 2018;48(1):66-71.
6. CLSI. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. Twenty-fourth informational supplement update. CLSI document M100-S24. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne:PA, 2014.
7. CLSI. Analysis and presentation of cumulative antimicrobial susceptibility test data. 5th ed. CLSI guideline M39. PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2022.
8. Çeken N, Duran H, Kula Atik T. Kan kültüründen izole edilen Gram negatif bakterilerin dağılımı ve antibiyotik direnç oranları. Turk Hij Den Biyol Derg. 2022; 79(3): 451 – 460.

9. Deb M, Asha RS, Anitha TK. Non-fermenting Gram negative bacilli isolated from blood and their in vitro sensitivity pattern in a tertiary care hospital. International Journal of Health Sciences. 2022; 6(S5):7367–7375.
10. Della Rocca MT, Panetta V, Durante A, et al. Pathogens distribution and antimicrobial resistance pattern of blood stream infections in Southern Italian hospital, 2016-2021 surveillance. New Microbiol. 2023;46(1):29-36.
11. EUCAST. Clinical breakpoints and dosing of antibiotic. https://www.eucast.org/clinical_breakpoints. (erişim tarihi: 19.05.2025)
12. Gür H, Hazırolan G. Kan Kültürlerinden İzole Edilen Non-fermentatif Gram Negatif Bakterilerin Dağılımının ve Antibiyotik Duyarlılık Profillerinin Belirlenmesi. ANKEM Derg. 2019;33(2):49-57.
13. Kalaycı Çekin Z, Behçet M, Avcıoğlu F, Afşar Y, Şentürk E, Kurtoğlu M. Kan Kültürü Örneklerinden İzole Edilen Gram Negatif Bakterilerin Antibiyotik Direnç Profillerinin İncelenmesi. SABD. 2023;13(1):80-6.
14. Kosai K, Yamagishi Y, Hashinaga K, et al. Multicenter surveillance of the epidemiology of Gram-negative bacteremia in Japan. J Infect Chemother. 2020;26(3):193-198. https://doi.org/10.1016/j.jiac.2019.11.003
15. Kumar H, Kaur N, Kumar N, Chauhan J, Bala R, Chauhan S. Achieving pre-eminence of antimicrobial resistance among non-fermenting Gram-negative bacilli causing septicemia in intensive care units: A single center study of a tertiary care hospital. Germs. 2023;13(2):108-120.
16. Mischnik A, Baltus H, Walker SV et al. Gram-negative bloodstream infections in six German university hospitals, 2016-2020: clinical and microbiological features. Infection. 2025;53(2):625-633.
17. Mun, S.J., Kim, SH., Kim, HT.et al. The epidemiology of bloodstream infection contributing to mortality: the difference between community-acquired, healthcare-associated, and hospital-acquired infections. BMC Infect Dis. 2022; 22: 336.
18. Ndzabandzaba S, Mothibi L, Von Knorring N. Non-fermenter Gram-negative bacilli at a tertiary hospital, South Africa. S Afr J Infect Dis. 2023;38(1), a538.
19. Öner SZ, Kaleli İ, Demir M, Çalışkan A, Mete E, Şenol H. Kan kültüründen izole edilen Gram negatif çomaklar ve antimikrobiyal direnç. Turk Mikrobiyol Cemiy Derg. 2024;54(4):274-281.
20. Sader HS, Mendes RE, Doyle TB, Winkler ML, Castanheira M. Antimicrobial susceptibility of clinical isolates of Stenotrophomonas maltophilia from Europe, Asia, and Latin America (2018-2023). Int J Infect Dis. 2025;153:107803.
21. Sarwat T, Yousuf M, Khan AS, Kakru DK, Dutta R. Prevalence and antibioGram of non-fermenting Gram-negative bacilli in blood stream infections: Study in a tertiary care centre, Western Uttar Pradesh, India. Trop Doct. 2021;51(3):322-325.
22. Seifert H, Blondeau J, Lucaßen K, Utt EA. Global update on the in vitro activity of tigecycline and comparators against isolates of Acinetobacter baumannii and rates of resistant phenotypes (2016-2018). J Glob Antimicrob Resist. 2022;31:82-89.
23. Sığ AK, Çetin Duran A, Kula Atik T, Özen N, Irmak O. Non-Fermenting Gram-Negative Isolates as Infecting Agents and Antibiotic Resistance: Three-Year Data. OTJHS. December 2022;7(4):538-545.
24. Tanrıverdi Çaycı Y., Karacan G., Gür Vural D., Bilgin K., Birinci A. Kan Kültürlerinden Izole Edilen Non-fermentatif Gram Negatif Bakterilerin Çesitli Antibiyotiklere Direnç Durumları, J Biotechnol and Strategic Health Res. 2021;5(1):44-49.
25. Taşçılar MO, Habip Z, Özekinci T, Koçoğlu ME. Klinik örneklerden izole edilen Stenotrophomonas maltophilia suşlarının antimikrobiyal direnci açısından incelenmesi. Turk Mikrobiyol Cemiy Derg. 2020;50(1):44-8.
26. Uğur M, Genç S. Three Year Resistance Profile of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa Strains Isolated from Intensive Care Units. Turk J Intensive Care. 2019;17(3):130-137.
27. Ulusal Antimikrobiyal Direnç Sürveyans (UAMDS) Ağı 2022-2023 Yıllık Raporu. T.C. Sağlık Bakanlığı Halk Sağlığı Genel Müdürlüğü Mikrobiyoloji Referans Laboratuvarları ve Biyolojik Ürünler Dairesi Başkanlığı. Mart 2025. Ankara