Determination of Bacterial Species and their Antibiotic Susceptibility Profiles Isolated from Patients with Urinary Tract Infection in a Private Hospital in Istanbul

Abstract

Aim: One of the most common bacterial infections in humans in the community and hospital settings is urinary tract infections. It is seen in the second frequency, with a rate of 25% among all infectious diseases. Urinary tract infections are caused by microorganisms that cause an inflammatory response in the urinary tract epithelium, more than 95% of which are bacterial agents. The aim of this study is to retrospectively examine and evaluate the bacteria isolated and their resistance/sensitivity to antibiotics as a result of microbiological analyzes of urine samples taken from patients who came to different services and polyclinics and inpatients with signs of urinary tract infection of a private hospital in Istanbul between 2017-2021 with the complaint of urinary tract infection.

Method: In the study, 772 urine samples sent to the microbiology laboratory of the hospital between 2017-2021 were analyzed retrospectively in terms of isolated bacteria and their resistance/sensitivity to antibiotics. Data analysis was performed with SPSS Statistics version 26. Categorical variables were calculated as numbers and percentages. The difference between categorical variables was analyzed using the chi-square test.

Results: In the study, microbiological culture/antibiogram results of urine samples of 772 patients, 572 of whom were female (74%) and 200 were male (26%), were examined. When the age distributions of the patients are examined; 6% are 0-15 years old, 5.9% are 15-24 years old, 33.9% are 25-49 years old and 54.2% are 49 years old and over. A total of 32 different bacterial species were isolated from urine samples, and the most isolated bacterial species were respectively; Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Proteus mirabilis. Among the antibiotics to which Escherichia coli isolates are most sensitive; amikacin (97.2%), meropenem (95.3%), imipenem (95.1%), colistin (94.7%), ertapenem (92%), tazobactam-piperacillin (88.6%), nitrofurantoin (87.7%), gentamicin (84.3%), ticarcillin-clavulanate (83.1%), and cefoxitin (82.9%). The antibiotics with the highest resistance development are respectively; ampicillin (71.3%), ampicillin-sulbactam (69.9%) and amoxicillin-clavulonic acid (49.4%). The antibiotics with the highest sensitivity in Klebsiella pneumoniae isolates are, respectively; colistin (70.4%) and amikacin (69.8%) were most resistant to ampicillin (94.9%), ampicillin - sulbactam (93.5%) and cefazolin (69.6%). In isolated Proteus mirabilis, the highest sensitivity was found to tazobactam-piperacillin (78.8%), aztreonam (78.6%) and meropenem (75%), while the antibiotics with the highest resistance development were nitrofurantoin (72.7%) and colistin (81.5%).

Conclusion: Widespread use of antibiotics against UTI pathogens has led to the emergence of antibiotic-resistant strains. The most important reason for the formation of antibacterial resistance is the use of antibiotics for a long time and in insufficient doses. In addition, the wrong choice of antibiotics leads to the development of resistance. This situation affects the treatment process and reveals the need to determine the right chemotherapeutic options for an effective treatment. The antimicrobial resistance distributions of bacteria causing urinary tract infections show differences according to time and region. Because the antibiogram test results take time, patients who apply to clinics and hospitals with the complaint of UTI are usually treated with empirical antibiotics. In the selection of empirical preparations, first of all, the most frequently isolated agent and the antimicrobial agent with the lowest resistance rate should be taken into consideration, and if possible, urine samples should be delivered to the laboratory for agent isolation and antibiogram evaluation before starting antibiotic therapy.

Keywords

• Antibiotic resistance
• bacterial sensitivity test
• urinary tract infections

İstanbul’da Bir Özel Hastanede İdrar Yolu Enfeksiyonu Bulunan Hastalardan İzole Edilen Bakteriler ve Antibiyotik Duyarlılık Profillerinin Belirlenmesi

Abstract

Amaç: Toplum ve hastane ortamında insanlarda en yaygın bakteriyel enfeksiyonlardan biri idrar yolu enfeksiyonlarıdır (İYE) ve tüm enfeksiyon hastalıkları içinde %25’lik bir oranla ikinci sıklıkta görülmektedir. İdrar yolu enfeksiyonlarının, %95’ten fazlası bakteriyel etkenler olmak üzere idrar yolları epitelinde inflamatuar yanıta neden olan mikroorganizmalar tarafından oluşturulmaktadır. Bu çalışmanın amacı; 2017-2021 tarihleri arasında, İstanbul’da bir özel hastanenin farklı servis ve polikliniklerine idrar yolu enfeksiyonu şikâyeti ile gelen ve idrar yolu enfeksiyon bulguları bulunan yatan hastalardan alınan idrar örneklerinden yapılan mikrobiyolojik analizler sonucunda, izole edilen bakteriler ve antibiyotiklere direnç/duyarlılıkları açısından retrospektif olarak incelenmesi ve değerlendirilmesidir.

Yöntem: Araştırmada, 2017-2021 tarihleri arasında hastanenin mikrobiyoloji laboratuvarına gönderilen 772 idrar örneği, izole edilen bakteriler ve antibiyotiklere direnç/duyarlılıkları açısından retrospektif olarak incelenmiştir. Verilerin analizi SPSS İstatistik 26 versiyonu ile gerçekleştirilmiştir. Kategorik değişkenler sayı ve yüzde olarak hesaplanmıştır. Kategorik değişkenler arasındaki farklılığı ki-kare testi kullanılarak analiz edilmiştir.

Bulgular: Çalışmada 572 (%74) ’si kadın ve 200 (%26) ’ü erkek olmak üzere toplamda 772 hastaya ait idrar örneği mikrobiyolojik kültür/antibiyogram sonuçları incelenmiştir. Hastalara ait yaş dağılımları incelendiğinde; %6’sı 0-15 yaş, %5,9’u 15-24 yaş, %33,9’u 25-49 yaş ve %54,2’si 49 yaş ve üzerinde olduğu görülmüştür. İdrar örneklerinden toplamda 32 farklı bakteri türü izole edilmiş olup, en fazla izole edilen bakteri türleri sırasıyla; Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ve Proteus mirabilis’tir. Escherichia coli izolatlarının en çok duyarlılık gösterdiği antibiyotikler; amikacin (%97,2), meropenem (%95,3), imipenem (%95,1), colistin (%94,7), ertapenem (%92), tazobactam-piperacillin (%88,6), nitrofurantoin (%87,7), gentamicin (%84,3), ticarcillin-clavulanate (%83,1) ve cefoxitin (%82,9) olarak belirlenmiştir. En fazla direnç gelişimi gözlenen antibiyotikler ise sırasıyla; ampicillin (%71,3), ampicillin-sulbaktam (%69,9) ve amoxicillin-clavulonic acid (%49,4) olarak belirlenmiştir. Klebsiella pneumoniae izolatlarında en çok duyarlılık saptanan antibiyotikler sırasıyla; colistin (%70,4) ve amikacin (%69,8) olup en fazla direnç gelişimi ampicillin (%94,9), ampicillin-sulbaktam (%93,5) ve cefazolin (%69,6)’de saptanmıştır. İzole edilen Proteus mirabilis’lerde en fazla tazobactam-piperacillin (%78,8), aztreonam (%78,6) ve meropenem (%75)’e duyarlılık saptanırken, en çok direnç gelişimi şekillenen antibiyotikler ise nitrofurantoin (%72,7) ve colistin (%81,5) olduğu görülmüştür.

Sonuç: Günümüze kadar İYE patojenlerine karşı antibiyotiklerin yaygın kullanımı, antibiyotiğe dirençli türlerin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Antibakteriyel direncin oluşma nedenlerinden en önemlisi, uzun süreli ve yetersiz dozda antibiyotik kullanımıdır. Ayrıca yanlış antibiyotik seçimi de direnç gelişimine yol açmaktadır. Bu durum tedavi sürecini etkilemekte ve etkin bir tedavi için doğru kemoterapotik seçeneklerin belirlenmesi gereğini ortaya çıkarmaktadır. İYE’una neden olan bakterilerin antimikrobiyal direnç dağılımları zamana ve bölgeye göre farklılıklar göstermektedir. Antibiyogram test sonuçlarının zaman alması nedeniyle, İYE şikayeti ile gelen hastalara genellikle ampirik antibiyotik tedavisi uygulanmaktadır. Ampirik preparat seçiminde ilk önce bölgesel olarak en sık izole edilen etken ve en düşük direnç oranının görüldüğü antimikrobiyal ajan dikkate alınmalı, mümkünse antibiyotik tedavisine başlamadan önce etken izolasyonu ve antibiyogram değerlendirmesi amacıyla idrar örneklerinin laboratuvara ulaştırılması sağlanmalıdır.

Keywords

• Antibiyotik direnci
• duyarlılık testi
• üriner kanal enfeksiyonları

References

1. Gülcan A, Çelik G, Gülcan E, Cansever Z, Aladağ DM. İdrar yolu enfeksiyonu şüpheli hastalarda tam idrar analizi ve kültür sonuçlarının performans değerlendirmesi. Abant Medical Journal. 2012;1(2):61-64.
2. Mert D, Çeken S, Ertek M. İdrar yolu enfeksiyonlarında kültürden izole edilen bakteriler ve antibiyotik duyarlılıkları. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi. 2020;77(1):25-32.
3. Hryniewicz K, Szczypa K, Sulikowska A, Jankowski K, Betlejewska K, Hryniewicz W. Antibiotic susceptibility of bacterial strains isolated from urinary tract infections in Poland. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2001;47(6):773–780.
4. Saraçoğlu KT, Fidan V, Pekel Ö, Saraçoğlu A, Kalkandelen S, Arpalı E. İdrar kültürlerinde izole edilen bakterilerin antibiyotik duyarlılıkları. Journal of Clinical and Experimental Investigations J Clin Exp Invest. 2013;4(3):356-359.
5. Ganesh R, Shrestha D, Bhattachan B, et al. Epidemiology of urinary tract infection and antimicrobial resistance in a pediatric hospital in Nepal. BMC Infect Dis. 2019;19:420.
6. Demirdağ K, Özden M, Denk A, Kılıç SS, Kalkan A. Klinik Örneklerden izole Edilen Gram Negatif Bakterilerde Siprofloksasin Direncinin Retrospektif Olarak Değerlendirilmesi. Türk Mikrobiyol Cem Derg. 2003;33:236-241.
7. Demirtürk N, Demirdal T, Eldemir H, İnce R, Altındiş M. İdrar örneklerinden izole edilen bakteriler ve antibiyotiklere duyarlılıkları. Türk Mikrobiyol Cem Derg. 2005;35:103-106.
8. Ağca H. İdrar örneklerinden izole edilen bakteriler ve antibiyotiklere duyarlılıkları. Kocatepe Tıp Dergisi The Medical Journal of Kocatepe. 2011;12:95-100.

9. Gülcan A, Aslantürk A, Gülcan E. İdrar kültürlerinden izole edilen mikroorganizmalar ve in vitro antibiyotik duyarlılık durumları. Abant Med. 2012;1(3):129-135.
10. Seifu WD, Gebissa AD. Prevalence and antibiotic susceptibility of uropathogens from cases of urinary tract infections (UTI) in Shashemene referral hospital, Ethiopia. BMC Infect Dis. 2018;18:30.
11. Karam MRA, Habibi M, Bouzari S. Urinary tract infection: Pathogenicity, antibiotic resistance and development of effective vaccines against Uropathogenic Escherichia coli. Molecular Immunology. 2019;108:56-67.
12. Milovanovic T, Dumic I, Veličkovic J, Lalosevic MS, Nikolic V, Palibrk I. Epidemiology and risk factors for multi-drug resistant hospital-acquired urinary tract infection in patients with liver cirrhosis: single center experience in Serbia. BMC Infect Dis. 2019;19:141.
13. Ekinci EI, Günay O. Bazı semptom ve bulguların idrar yolu enfeksiyonu tanısındaki geçerliliğinin değerlendirilmesi. Erciyes Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi. 2004;13(1):55-63.
14. Stamm WE, Norrby SR. Urinary tract infections: Disease panorama and challenges. J Infect Dis. 2001;183(1):1-4.
15. Chervet D, Lortholary O, Zahar JR, Dufougeray A, Pilmis B, Partouche H. Antimicrobial resistance in community-acquired urinary tract infections in Paris in 2015. Médecine et Maladies Infectieuses. 2018;48(3):188-192.
16. Palagin IS, Sukhorukova MV, Dekhnich AV, Edelstein MV, Perepanova TS, Kozlov RS. Antimicrobial resistance of pathogens causing community-acquired urinary tract infections in Russia: Results of the multicenter study “DARMIS-2018”. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2019;21(2):134-146.
17. Duman Y, Güçlüer N, Serindağ A, Tekerekoğlu MS. Escherichia coli Suşlarında Antimikrobiyal Duyarlılık ve Genişlemiş Spektrumlu-Βeta Laktamaz (GSBL) Varlığı. Fırat Tıp Dergisi. 2010;15(4):197-200.
18. Kömürlüoğlu A, Aykaç K, Özsürekçi Y, Başaranoğlu ST, Bıçakçıgil A, Liste Ü, Altun B, Sancak B, Cengiz AB, Kara A, Ceyhan B. Gram negatif idrar yolu enfeksiyonu etkenlerinin antibiyotik direnç dağılımı: Tek merkez deneyimi. Türkiye Çocuk Hast Derg/Turkish J Pediatr Dis. 2017;1:10-17.