Evaluation of Colistin Sensitivity in Samples Isolated From Blood in Intensive Care Units

Abstract

Objective: Colistin is frequently used in infections caused by multi-drug resistant Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa, which cause infections resulting in mortality, especially in intensive care units. In our study, it was aimed to reveal the distribution of colistin resistance rates according to years in A. baumannii and P. aeruginosa strains.

Material and Methods: Colistin resistance profile was evaluated in A. baumannii and P. aeruginosa strains isolated from blood and catheter cultures from patients hospitalized in intensive care units at Karadeniz Technical University Health Research and Application Center between January 2013 and October 2019. Demographic, clinical, and laboratory features of the patients; patient files, infection control committee data, and infectious diseases and clinical microbiology consultation forms were obtained.

Results: After removing the replications, 555 of the 1469 isolated samples were evaluated. The 555 samples included in this study were isolated from 389 patients, 66.7% of the growths were A. baumannii and 33.3% were P. aeruginosa. Colistin resistance rates in neurosurgery, internal diseases, anesthesiology and reanimation, neurology intensive care units, respectively; 6.3%, 5.2%, 2.6%, 1.9%, while no resistance was detected in the chest intensive care unit. In all intensive care units, the colistin-resistance rate was 3.2%. While the resistance rate increased gradually over the years, it was higher in A. baumannii than in P. aeruginosa. Among patients with colistin-resistant growth, the mortality rate was 77.8% and the overall mortality rate was 3.6%.

Conclusion: Colistin resistance rate increase is noted in our study over the years In addition, since resistant breedings are seen to increase mortality, it is thought that to prevent inappropriate and unnecessary use of colistin, to determine the factors that cause resistance, each center should establish treatment protocols by following their epidemiological data and antibiotic susceptibility profile.

Keywords

• resistance
• blood culture
• colistin
• intensive care unit

YOĞUN BAKIM ÜNİTELERİNDE KANDAN İZOLE EDİLEN ÖRNEKLERDE KOLİSTİN DUYARLILIĞININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Amaç: Özellikle yoğun bakım ünitelerinde mortalite ile sonuçlanan enfeksiyonlara neden olan çoklu ilaca dirençli Acinetobacter baumannii ve Pseudomonas aeruginosa’nın sebep olduğu enfeksiyonlarda kolistin sıklıkla kullanılmaktadır. Etkenlerin antimikrobiyal direnç profilleri hastaneden hastaneye hatta hastane içinde farklı üniteler arasında değişiklik gösterebilmektedir. Çalışmamızda izole edilen A. baumannii ve P. aeruginosa suşlarında kolistin direnç oranlarının yıllara göre dağılımını ortaya koymak amaçlanmıştır.

Gereç ve Yöntemler: Çalışmada Ocak 2013-Ekim 2019 tarihleri arasında Karadeniz Teknik Üniversitesi Sağlık Araştırma ve Uygulama Merkezi yoğun bakım ünitelerinde yatan hastalardan alınan kan ve kateter kültürlerinden izole edilen A. baumannii ve P. aeruginosa suşlarında kolistin direnç profili değerlendirildi. Hastalara ait demografik, klinik ve laboratuvar özellikleri; hasta dosyaları, enfeksiyon kontrol komite verileri ve enfeksiyon hastalıkları ve klinik mikrobiyoloji konsültasyon formlarından elde edildi.

Bulgular: Tekrarlayan üremeler çıkarıldıktan sonra izole edilen 1469 örneğin 555’i değerlendirilmeye alındı. Çalışmaya dâhil edilen 555 örnek, 389 hastadan izole edildi, üremelerin %66.7’si A. baumannii ve %33.3’ü P. aeruginosa idi. Beş yüz elli beş üremenin 18’i kolistin dirençli olup, tüm yoğun bakım ünitelerinde kolistin direnç oranı %3.2 idi. Kolistin direnç oranları nöroşirurji, iç hastalıkları, anesteziyoloji ve reanimasyon ve nöroloji yoğun bakım ünitelerinde sırasıyla; %6.3, %5.2, %2.6, %1.9 iken göğüs yoğun bakım ünitesinde hiç direnç saptanmadı. Yıllara göre her iki suşun da direnç oranının giderek arttığı, A. baumannii’de direnç oranının P. aeruginosa’dan daha yüksek olduğu görüldü. Kolistin dirençli üremesi olan hastalar arasında mortalite oranı %77.8, genel mortalite oranıysa %3.6 olarak hesaplandı.

Sonuç: Çalışmamızda yıllar içinde kolistin direnç oranlarındaki artış dikkati çekmektedir. Ayrıca dirençli olan üremelerin mortaliteyi de artırdığı görüldüğünden; uygunsuz ve gereksiz kolistin kullanımının engellenmesi, dirence yol açan faktörlerin belirlenmesi, her merkezin kendi epidemiyolojik verilerini ve antimikrobiyal duyarlılık profilini takip ederek tedavi protokolleri oluşturması gerektiği düşünülmektedir.

Keywords

• direnç
• kan kültürü
• kolistin
• yoğun bakım ünitesi

References

1. 1. Hanberger H, Arman D, Gill H, Jindrák V, Kalenic S, Kurcz A et al. Surveillance of microbial resistance in European Intensive Care Units: a first report from the Care-ICU programme for improved infection control. Intensive Care Med. 2009;35(1):91-100.
2. 2. Sader HS, Farrell DJ, Flamm RK, Jones RN. Antimicrobial susceptibility of Gram-negative organisms isolated from patients hospitalized in intensive care units in United States and European hospitals (2009-2011). Diagn Microbiol Infect Dis. 2014;78(4):443-8.
3. 3. Pendleton JN, Gorman SP, Gilmore BF. Clinical relevance of the ESKAPE pathogens. Expert Rev Anti Infect Ther. 2013;11(3):297-308.
4. 4. Mulani MS, Kamble EE, Kumkar SN, Tawre MS, Pardesi KR. Emerging strategies to combat ESKAPE pathogens in the era of antimicrobial resistance: A review. Front Microbiol. 2019;10:539.
5. 5. Potron A, Poirel L, Nordmann P. Emerging broad-spectrum resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii: Mechanisms and epidemiology. Int J Antimicrob Agents. 2015;45(6):568-585.
6. 6. Lescat M, Poirel L, Jayol A, Nordmann P. Performances of the rapid polymyxin Acinetobacter and Pseudomonas tests for colistin susceptibility testing. Microb Drug Resist. 2019;25(4):520-3.
7. 7. Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2019. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Accessed date: 5 Janurary 2020: https://www.cdc.gov/drugresistance/Biggest-Threats.html
8. 8. The detection and reporting of colistin resistance, 2018. World Health Organization (WHO). Accessed date: 5 Janurary 2020: http://apps.who.int/iris.

9. 9. Linden PK, Kusne S, Coley K, Fontes P, Kramer DJ, Paterson D. Use of parenteral colistin for the treatment of serious infection due to antimicrobial-resistant Pseudomonas aeruginosa. Clin Infect Dis. 2003;37(11):e154-60.
10. 10. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 10.0, 2020. Accessed date: 5 Janurary 2020: http://www.eucast.org.
11. 11. Thabit AK, Crandon JL, Nicolau DP. Antimicrobial resistance: impact on clinical and economic outcomes and the need for new antimicrobials. Expert Opin Pharmacother. 2015;16(2) 159-77.
12. 12. Wattal C, Raveendran R, Goel N, Oberoi JK, Rao BK. Ecology of blood stream infection and antibiotic resistance in intensive care unit at a tertiary care hospital in North India. Braz J Infect Dis. 2014;18(3):245-51.
13. 13. Karaiskos I, Souli M, Galani I, Giamarellou H. Colistin: still a lifesaver for the 21st century? Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2017;13(1):59-71.
14. 14. Gales AC, Jones RN, Sader HS. Contemporary activity of colistin and polymyxin B against a worldwide collection of Gram-negative pathogens: results from the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program (2006-09). J Antimicrob Chemother. 2011;66(9):2070-4.
15. 15. Yolbaş İ, Tekin R, Güneş A, Kelekçi S, Şen V, Tan İ et al. Antibiotic susceptibility of Acinetobacter baumannii strains in a university hospital. J Clin Exp Invest. 2013;4(3):318-321.
16. 16. Demirdal T, Şen P, Yula E, Kaya S, Nemli SA, Demirci M. Yoğun bakım ünitelerinden izole edilen Pseudomonas aeruginosa suşlarının direnç profilleri: Beş yıllık değerlendirme. Ortadoğu Tip Dergisi. 2017;9(3):108-112.
17. 17. Bhatia A, Kalra J, Kohli S, Kakati B, Kaushik R. Antibiotic resistance pattern in intensive care unit of a tertiary care teaching hospital. International Journal of Basic & Clinical Pharmacology. 2018;7(5):906-11.
18. 18. Song JY, Cheong HJ, Choi WS, Heo JY, Noh JY, Kim WJ. Clinical and microbiological characterization of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii bloodstream infections. J Med Microbiol. 2011;60:605-11.
19. 19. Ergönül Ö, Aydin M, Azap A, Başaran S, Tekin S, Kaya Ş et al. Healthcare-associated Gram-negative bloodstream infections: antibiotic resistance and predictors of mortality. J Hosp Infect. 2016;94(4):381-5.
20. 20. Uzun B, Güngör S, Yurtsever SG, Afşar İ, Demirci M. Yoğun bakım hastalarının kan kültürlerinden izole edilen Pseudomonas aeruginosa ve Acinetobacter baumannii suşlarının çeşitli antibiyotiklere direnç durumları; ANKEM Derg. 2012;26(2):55-60.
21. 21. Uzun B, Güngör S, Sezak N, Afşar İ, İ MŞ, Demirci M. Yoğun bakım hastalarının kan kültürlerinden izole edilen Pseudomonas aeruginosa ve Acinetobacter baumannii izolatlarının antibiyotik direnç yüzdelerindeki değişim. Turk Hij Den Biyol Derg. 2014;71(1):1-8.
22. 22. Müderris T, Yurtsever SG, Baran N, Özdemir R, Er H, Güngör S et al. Kan kültürlerinde izole edilen mikroorganizmalar ve antimikrobiyal duyarlılık paternlerinin son beş yıldaki değişimi. Turk Hij Den Biyol Derg. 2019;76(3): 231-42.
23. 23. Uğur M, Genç S. Yoğun bakım ünitelerinden izole edilen Acinetobacter baumannii ve Pseudomonas aeruginosa suşlarının üç yıllık direnç profili. Türk Yoğun Bakım Dergisi. 2019;17(3):130-7.
24. 24. Şirin MC, Ağuş N, Yılmaz N, Karaca-Derici Y, Yılmaz-Hancı S, Şamlıoğlu P. The change of antibiotic resistance profiles over the years in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii strains isolated from intensive care units. J Clin Exp Invest. 2015;6(3);279-85.
25. 25. Tsitsopoulos PP, Iosifidis E, Antachopoulos C, Anestis DM, Karantani E, Karyoti A et al. Nosocomial bloodstream infections in neurosurgery: a 10-year analysis in a center with high antimicrobial drug-resistance prevalence. Acta Neurochir (Wien). 2016;158(9):1647-54.
26. 26. Polemis M, Tryfinopoulou K, Giakkoupi P; WHONET-Greece study group, Vatopoulos A. Eight-year trends in the relative isolation frequency and antimicrobial susceptibility among bloodstream isolates from Greek hospitals: data from the Greek Electronic System for the Surveillance of Antimicrobial Resistance- WHONET-Greece, 2010 to 2017. Euro Surveill. 2020;25(34):1900516.
27. 27. Mohammadtaheri Z, Pourpaki M, Mohammadi F, Namdar R, Masjedi MR. Surveillance of antimicrobial susceptibility among bacterial isolates from intensive care unit patients of a tertiary-care university hospital in Iran: 2006-2009. Chemotherapy. 2010;56(6):478-84.
28. 28. El Kettani A, Maaloum F, Diawara I, Katfy K, Harrar N, Zerouali K et al. Prevalence of Acinetobacter baumannii bacteremia in intensive care units of Ibn Rochd University Hospital, Casablanca. Iran J Microbiol. 2017;9(6):318-323.
29. 29. Güven T, Yılmaz G, Güner H, Kalem A, Eser F, Taşyaran M. Increasing resistance of nosocomial Acinetobacter baumannii: are we going to be defeated?. Turkish Journal of Medical Sciences. 2014;44(1):73-8.
30. 30. Altunok ES, Koç MM. Yoğun bakım ünitesinden izole edilen acinetobacter suşlarının yıllara göre antibiyotik direnç oranlarının karşılaştırılması. ANKEM Derg. 2014;28(1);1-7.
31. 31. Şirin MC, Ağuş N, Yılmaz N, Bayram A, Yılmaz-Hancı S, Şamlıoğlu P et al. Yoğun bakım ünitelerinde yatan hastaların kan kültürlerinden izole edilen mikroorganizmalar ve antibiyotik duyarlılıkları. Turk Hij Den Biyol Derg. 2017;74(4):269-78.
32. 32. Kucukates E, Gultekin N. Antimicrobial susceptibility and microorganisms isolated from blood cultures of hospitalized patients in intensive care units. Haseki Tıp Bülteni-Medical Bulletin of Haseki. 2016;54:97-102.
33. 33. Aydın M, Ergönül Ö, Azap A, Bilgin H, Aydın G, Çavuş SA et al. Rapid emergence of colistin resistance and its impact on fatality among healthcare-associated infections. J Hosp Infect. 2018;98(3):260-3.
34. 34. Papathanakos G, Andrianopoulos I, Papathanasiou A, Priavali E, Koulenti D, Koulouras V. Colistin-Resistant Acinetobacter Baumannii Bacteremia: A Serious Threat for Critically Ill Patients. Microorganisms. 2020;8(2):287.
35. 35. Mantzarlis K, Makris D, Zakynthinos E. Risk factors for the first episode of Acinetobacter baumannii resistant to colistin infection and outcome in critically ill patients. J Med Microbiol. 2020;69(1):35-40.
36. 36. Juhász E, Iván M, Pintér E, Pongrácz J, Kristóf K. Colistin resistance among blood culture isolates at a tertiary care centre in Hungary. J Glob Antimicrob Resist. 2017;11:167-70.