Artículo Original
Bacteriología
Kasmera 49(2):e49234109, Julio-Diciembre, 2021
P-ISSN
0075-5222 E-ISSN 2477-9628
https://doi.org/10.5281/zenodo.5034339
Resistencia
enzimática a betalactámicos en Enterobacterales uropatógenos
Enzymatic
resistance to betalactams in uropatogenic
Enterobacterales
Ullauri-González Carmen Alejandra (Autora de Correspondencia). https://orcid.org/0000-0002-8555-7996.
Universidad Nacional de Loja. Carrera de Laboratorio Clínico. Cátedra de
Microbiología. Loja-Loja Ecuador. Dirección Postal: Av. Manuel Ignacio Monteros
s/n. Código postal 110103. Loja, Ecuador. Teléfono 072571379 ext 124/0994792263. E-mail: carmen.ullauri@unl.edu.ec
Resumen
El objetivo de este estudio fue detectar la
presencia de betalactamasas de espectro extendido y carbapenemasas en Enterobacterales uropatógenos aislados en el Hospital General “Isidro
Ayora”, Loja (Ecuador), durante el periodo diciembre 2017- julio 2018. De 323
cepas aisladas, 90 (27,86%) resultaron productoras de betalactamasas de
espectro extendido y 6 (1,86%), fueron positivas para carbapenemasas;
siendo Escherichia coli el microorganismo más frecuentemente productor
de betalactamasas de espectro extendido (77,08%) y Klebsiella pneumoniae
de carbapenemasas (4,16%). Para las betalactamasas de
espectro extendido, el gen blaCTX-M
fue el más frecuente (67,77%); seguido de blaTEM
(61,11%) y finalmente, blaSHV,
(20,00%); mientras que, blaKPC se
detectó en todas las cepas positivas para carbapenemasas.
El mayor porcentaje de aislamiento de bacterias portadoras de ambos tipos de
betalactamasas se obtuvo de pacientes ambulatorios (85,56%) en comparación con
los hospitalizados (66,67%). Se detectó diferencia significativa entre estas
enzimas debido al sexo, tipo y servicio de atención al paciente, tipo de
betalactamasa de espectro extendido y microorganismo (p ≤
0,05). Ninguna cepa resultó productora de ambos tipos de betalactamasas. Existe
una elevada frecuencia de cepas productoras de betalactamasas de espectro
extendido y una baja frecuencia de cepas productoras de carbapenemasas
como agentes uropatógenos en la población estudiada.
Palabras claves: Enterobacterales,
infecciones urinarias, betalactámicos, resistencia betalactámica,
betalactamasas, Enterobacteriaceae resistentes a los carbapenémicos.
Abstract
The objective of this study was to detect the presence
of extended-spectrum betalactamases and carbapenemases in uropathogenic Enterobacterales
isolated in the General Hospital "Isidro Ayora",
Loja (Ecuador), during the period December 2017-July 2018. Of 323 isolated
strains, 90 (27.86%) were extended-spectrum beta-lactamases producers and 6
(1.86%) were positive for carbapenemases; Escherichia
coli being the most frequently producing microorganism of extended-spectrum
beta-lactamases (77.08%) and Klebsiella pneumoniae of carbapenemases (4.16%). For extended-spectrum betalactamases, the blaCTX-M
gene was the most frequent (67.77%); followed by blaTEM
(61.11%) and finally, blaSHV,
(20.00%); whereas, blaKPC was
detected in all the carbapenemase positive strains.
The highest percentage of isolation of bacteria carrying both types of
beta-lactamases was obtained from outpatients (85.56%) compared to hospitalized
patients (66.67%). Significant difference between these enzymes was detected
due to sex, type and patient care service, type of extended-spectrum
beta-lactamase and microorganism (p ≤ 0.05). Neither strain produced both
types of beta-lactamases. There is a high frequency of strains producing
extended-spectrum beta-lactamases and a low frequency of strains producing carbapenemases as uropathogens in
the studied population.
Keywords: Enterobacterales, urinary tract
infections, betalactamics, betalactamic resistance, betalactamases, carbapenem-resistant
Enterobacteriaceae.
Recibido: 03/10/2020 | Aceptado: 13/03/2021 | Publicado: 01/07/2021
Como Citar: Ullauri-González CA. Resistencia
enzimática a betalactámicos en Enterobacterales uropatógenos.
Kasmera. 2021;49(2):e49234109. doi:
10.5281/zenodo.5034339
Introducción
La infección del tracto
urinario (ITU) se considera la enfermedad infecciosa más prevalente a nivel
global (1-4), estimándose que ocurren 150 millones de casos mundiales
por año (2) y constituye una de las razones más comunes de consulta
médica y prescripción de antibióticos (3). Los
miembros del orden Enterobacterales (nueva designación taxonómica de la familia Enterobacteriaceae)
(5) son
responsables de hasta el 70% de las ITU (6,7), siendo causadas, principalmente, por Escherichia
coli (E. coli) y Klebsiella pneumoniae (7,8), afectando por igual a pacientes hospitalizados y de la
comunidad (4).
Normalmente, las ITU se
tratan con diferentes clases de antibióticos como cotrimoxazol,
nitrofurantoína, β-lactámicos, β-lactámicos/inhibidores de β-lactamasas
y fluoroquinolonas (4). Sin embargo, datos recientes revelan que los uropatógenos se han vuelto resistentes a la mayoría de los
antibióticos convencionales (4,9,10). En los últimos años, el problema se ha agravado debido
a la aparición de las β-lactamasas de espectro
extendido (BLEE) (3). Estas son enzimas bacterianas que hidrolizan oximino-cefalosporinas y confieren resistencia a las
cefalosporinas de amplio espectro y aztreonam (2-7). Aunque las BLEE son, generalmente, inhibidas por el
ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam, la susceptibilidad a estos
inhibidores de β-lactamasas ha disminuido (7). En
consecuencia, las enterobacterias que albergan BLEE son un problema global con
limitadas opciones de tratamiento disponibles (2-10). Las BLEE se agrupan en cuatro clases A, B, C y D. Los tipos cefotaximasa (CTX-M), Temoniera
(TEM) y sulfhidrilo variable (SHV) son BLEE de clase
A (11). Los genes responsables de
la producción de BLEE surgen por mutación puntual en el sitio activo de las
β-lactamasas anteriores (p. ej., enzimas TEM-1 y
SHV-1), y generalmente, están mediados por plásmidos (3). Además,
las bacterias gramnegativas BLEE-positivas, a menudo, portan genes que
confieren altos niveles de resistencia a muchos otros antibióticos (por
ejemplo, fluoroquinolonas y aminoglucósidos) (3).
Los carbapenemes
son los antibióticos β-lactámicos más efectivos
contra aislamientos productores de BLEE (11). La resistencia a estos antibióticos se debe a diversos
mecanismos, tales como: hiperproducción o desrepresión de β-lactamasas
de clase C de Ambler (Amp C
β-lactamasas) o BLEE con pérdida o alteración en
las porinas de la membrana externa (disminución de la permeabilidad),
sobreexpresión de bombas de eflujo, alteraciones en las proteínas de unión a
penicilina (PBP) y producción de enzimas hidrolíticas, denominadas carbapenemasas (CBP) (12,13). Diferentes enzimas como IMP (carbapenemasa activa sobre
imipenem), VIM (metalo β-lactamasa
codificada por el integrón Verona), NDM (New Delhi metalo-β-lactamasa), OXA-48
(Oxacilinasas hidrolizantes
de carbapenemes) y KPC (K. pneumoniae
carbapenemasa) son la razón principal de la hidrólisis de casi todos los
antibióticos β-lactámicos y la mayoría de ellas
son resistentes a los inhibidores de β-lactamasas
y las sulfonas (8,14,15). Lamentablemente, el uso de los carbapenemes debe restringirse, considerando la aparición
de organismos resistentes (16). Se requieren con urgencia, alternativas de tratamiento
para aliviar la presión selectiva sobre esta clase de β-lactámicos (16). Actualmente, la alternativa más frecuentemente
utilizada incluye tratamientos con β-lactámicos
en combinación con inhibidores de β-lactamasas,
cefamicinas, cefepime y aminoglucósidos (4,8,16,17).
La prevalencia creciente
de BLEE, principalmente en E. coli y K. pneumoniae en las décadas
de 1980 y 1990, contribuyó al aumento en el consumo de carbapenemes
(12). La
experiencia implica que el retraso en su administración en pacientes en riesgo
conduce a pobres resultados clínicos. Por lo tanto, estos antibióticos se
convirtieron en herramientas vitales en el tratamiento de infecciones graves
adquiridas en la comunidad o relacionadas con la asistencia sanitaria. A pesar
de la gran dependencia de estos agentes, la resistencia a carbapenemes
en Enterobacterales, fue rara hasta la década pasada (12-15). Las cepas uropatógenas
resistentes a β-lactámicos, productoras de BLEE
y/o CBP, se han convertido en una preocupación mundial (4,8,7,16). En consecuencia, la comprensión de los factores que
afectan su prevalencia y difusión de la resistencia a los antimicrobianos puede
proporcionar información útil sobre estrategias para ralentizar la propagación
de la resistencia y generar mejores alternativas de tratamiento empírico (16).
La epidemiología y los
patrones de susceptibilidad antimicrobiana varían considerablemente de una
región a otra. Por lo tanto, el análisis de la información local es esencial
para la evaluación de tendencias a lo largo del tiempo y como reflejo de la situación
nacional en comparación a la data internacional. Adicionalmente, el
conocimiento de los perfiles de resistencia más relevantes de las principales
bacterias uropatógenas es de suma importancia en la
selección de la terapia antimicrobiana más adecuada (3,17).
En Ecuador, las bacterias
productoras de BLEE corresponden mayoritariamente a E. coli recuperadas
de orina, representando más de la mitad de los aislamientos (18),
habiéndose reportado en el año 2012, el primer aislamiento de K. pneumoniae
productor de CBP, confirmando la presencia de este mecanismo de resistencia en
el país (19). Sin embargo, en la localidad de Loja, no existe
información sobre la prevalencia de los genes que codifican BLEE y CBP en Enterobacterales
uropatógenos. Por lo tanto, el objetivo de la presente
investigación fue detectar fenotípicamente, la producción de BLEE y CBP en Enterobacterales
productores de ITU y describir los perfiles genéticos de estas enzimas,
verificando si existen variaciones de acuerdo a la edad, sexo, tipo y servicio
de atención al paciente de origen de las cepas y de acuerdo al tipo de
microorganismo productor de dichas enzimas.
Métodos
Tipo y
diseño de investigación: la presente es una
investigación cuantitativa, observacional, no experimental, descriptiva, de
campo, transversal y prospectiva (20).
Población y
Muestra: el estudio se llevó a cabo en el laboratorio
clínico del Hospital General “Isidro Ayora” y
laboratorio de la Universidad Nacional de Loja, ubicado en el Cantón Loja,
(Provincia Loja, Ecuador). Este hospital posee 254 camas y atiende una
población de aproximadamente 141.000 beneficiarios directos e indirectos. El
universo para la presente investigación estuvo compuesto por 926 especímenes de
orina con solicitud de urocultivo para diagnóstico de ITU que fueron recibidos
en el laboratorio del hospital durante el periodo del estudio (diciembre 2017 –
julio 2018), de los cuales, 396 se consideraron positivos. (N= 396). A partir
de estos, se aislaron 323 cepas de Enterobacterales uropatógenos,
de las cuales 96 (29,72%) cumplieron con los criterios de inclusión y exclusión
considerados en esta investigación (n=96).
Criterios de
inclusión y exclusión: se
seleccionaron todas las cepas de Enterobacterales resistentes a
cefalosporinas de tercera y cuarta generación y/o carbapenemes
aisladas de los urocultivos provenientes de pacientes atendidos en el
laboratorio del referido centro de salud durante el periodo de estudio, sin
distinción de sexo, edad, tipo de localización (ambulatorio u hospitalizado) y
departamento de atención del paciente. En la investigación no se tomaron en
cuenta uropatógenos distintos a Enterobacterales,
ni tampoco microorganismos de este grupo que resultaran sensibles a los
betalactámicos en las pruebas fenotípicas.
Cultivo,
aislamiento e identificación bacteriana: las muestras de orina fueron inoculadas en placas de agar
MacConkey y agar sangre usando el método del asa calibrada (0,01 ml). Después
de 18-24 h de incubación en aerobiosis a 37°C, se contó el número de Unidades
Formadoras de Colonias (UFC), y se consideraron significativas aquellas
muestras con contajes ≥ 105 UFC/ml de orina. Las colonias de
los microorganismos aislados en contaje significativo fueron identificadas
utilizando el sistema automatizado VITEK®2 (BioMérieux,
Inc., Hazelwood, MO, EE. UU.), empleando las tarjetas
de reactivos colorimétricos GN (para la identificación de bacilos gramnegativos
fermentadores de la glucosa), las cuales fueron empleadas siguiendo el
procedimiento indicado en el manual hasta obtener el reporte generado por el
equipo.
Detección
Fenotípica de BLEE: la detección fenotípica de BLEE se realizó mediante el método de doble disco,
utilizando un disco de amoxicilina/ácido clavulánico (AMC) (30/10 µg) y,
alrededor de éste, discos de cefotaxima (CTX) (30 µg) y ceftazidima (CAZ) (30
µg), ubicados a 2,5 cm del disco de AMC. Las cepas que mostraron sinergia con
el disco de AMC fueron confirmadas mediante el método de discos combinados,
empleando discos de CTX (30 µg) y CAZ (30 µg) solas y de ambas cefalosporinas
combinadas con ácido clavulánico (10 µg). De acuerdo con los lineamientos del
Instituto para la Estandarización de Laboratorios Clínicos (CLSI) (21), el
incremento del halo de inhibición ≥ 5 mm en los discos con ácido
clavulánico en contraste con el producido por las cefalosporinas solas fue
considerado positivo. Para el control de calidad, se utilizaron las cepas E.
coli ATCC® 25922 y K. pneumoniae
ATCC® 700603 como controles negativo y positivo, respectivamente.
Detección
fenotípica de CBP: la detección fenotípica de CBP se realizó
mediante la prueba de inhibición de carbapenémicos y la sinergia de meropenem
(MEM, 10 µg) frente a la variación del halo de MEM/ácido fenil-borónico
(APB) y MEM/ácido etilen-diamino-tetra-acético (EDTA) (21). Para el control de calidad, se utilizaron las cepas K.
pneumoniae ATCC®-1705 y BAA-1706, como controles positivo y
negativo, respectivamente.
Detección
genotípica de la producción de BLEE y CBP: las cepas
que resultaron fenotípicamente positivas para la producción de BLEE y/o CBP
fueron remitidas al Instituto Nacional de Investigación en Salud Pública
(INSPI), Cuenca (Ecuador) para la detección, mediante la reacción en cadena de
la polimerasa múltiple (PCR) de tipo convencional, de los genes bla (CTX,
SHV, TEM, KPC, IMP, VIM, NDM y OXA) de acuerdo a protocolos
previamente establecidos (22).
Técnica de
recolección de la información: se
utilizó una ficha epidemiológica para el registro de la información de las
cepas en relación con la edad y sexo del paciente de origen, tipo de paciente
[ambulatorio (AMB) u hospitalizado (HOS)], servicio de atención al paciente,
emergencia (EME), consulta externa (CE), servicios de hospitalización [medicina
interna (MI), cirugía (CIR), unidades de cuidados intensivos (UCI) y
neonatología (NEO)], género y especie del microorganismo aislado en el
urocultivo y, finalmente, la producción o no de BLEE y/o CBP mediante métodos
fenotípicos y genotípicos.
Análisis
estadístico: para el análisis estadístico de la
información se utilizó el paquete estadístico para Ciencias Sociales, versión
25 (IBM® SPSS® Statistics para Windows 25.0, Armonk,
NY, EE. UU., IBM Corp.), utilizando para las variables categóricas, las pruebas
chi cuadrado de Pearson (frecuencia esperada > 5) o exacta de Fisher
(frecuencia esperada < 5), según fuese necesario. Las proporciones
encontradas para los diferentes tipos de BLEE fueron comparadas mediante la
prueba de Cochran. Valores de p < 0,05 fueron considerados
estadísticamente significativos.
Aspectos
bioéticos: esta investigación se realizó tomando en
cuenta los aspectos bioéticos y las normas de bioseguridad, en el marco de la
normativa de salud y leyes que rigen en el Ecuador (23). El
protocolo del estudio se llevó a cabo conforme con la Declaración de Helsinki (24). Este
fue un estudio no intervencionista, con ninguna investigación adicional a los
procedimientos rutinarios. El material biológico se utilizó solo para el
diagnóstico microbiológico estándar, siguiendo las prescripciones de los
médicos. No se realizó muestreo adicional ni modificación del protocolo diagnóstico
de rutina. La información fue analizada utilizando una base de datos anónima.
Sin embargo, se obtuvo el consentimiento informado de los pacientes o sus
representantes, según lo señalado por las pautas éticas internacionales para la
investigación relacionada con la salud en seres humanos de la Organización
Panamericana de la Salud (25); se obtuvo la autorización del Departamento de Docencia
e Investigación del Hospital “Isidro Ayora” y del Comité de Ética del Hospital
de SOLCA (aprobación del consentimiento informado) y, del Laboratorio del
Programa de Referencia Nacional de Resistencia a Antimicrobianos del INSPI para
la ejecución del estudio.
Resultados
Durante el periodo de
estudio, el laboratorio clínico del Hospital General “Isidro Ayora” recibió 926
muestras de orina aptas para cultivo a partir de las cuales, se determinó que
396 eran positivas en ellas se aislaron 323 cepas de Enterobacterales,
lo que corresponde a una frecuencia de 81,57% para este orden bacteriano como
agente productor de ITU. Del total de cepas aisladas que exhibieron fenotipos
de resistencia a los β-lactámicos compatibles
con la presencia de BLEE y/o CBP, 90 (93,75%) resultaron
productoras de BLEE y 6 (6,25%) fueron positivas para CBP.
Los resultados muestran a E. coli como el microorganismo más frecuentemente productor de BLEE (74; 82,22%); seguido de K. pneumoniae (13; 14,44%); Proteus mirabilis (2; 2,22%) y Klebsiella oxytoca (1; 1,11%), en ese orden. Ninguna cepa de Citrobacter freundii resultó productora de BLEE. Entre las cepas productoras de CBP, el 66,66% de los aislamientos correspondió a K. pneumoniae (4); uno a K. oxytoca (16,67%) y uno a C. freundii (16,67%). No hubo producción de CBP en P. mirabilis (Figura 1).
Figura1. Betalactamasas de Espectro Extendido y Carbapenemasas en Enterobacterales Uropatógenos. Hospital General “Isidro Ayora”. Loja, Ecuador (Diciembre 2017-Julio 2018) (n=96)
La distribución de los genes codificantes
para producción de BLEE y CBP de acuerdo con las características de los
pacientes de origen, tipo de microorganismo y tipo de betalactamasa, se resume
en la Tabla 1. La edad
promedio de los pacientes para las cepas productoras de BLEE fue de 58,42 años,
con un rango de 0 – 98 años y una desviación estándar (DS) = + 23,27
años. Las cepas BLEE
positivas se recuperaron, principalmente, en pacientes con edades entre 61 y 80
años (28 casos; 31,11%); en segundo lugar de frecuencia
se encontró el grupo entre 41 y 60 años (24 cepas; 26,66%); a continuación el
grupo con edades superiores a los 81 años (17 aislados; 18,89%); observándose
una frecuencia de 17,78% (16 cepas) en el grupo con edades oscilando entre 21 y
40 años y, se detectaron con menor frecuencia en el grupo de menores de 20 años
(5 aislamientos; 5,56%). Para las cepas productoras de CBP, la edad promedio de
los pacientes de origen fue de 80 años, con un rango de 49 – 95 años y una DS =
+ 18,50 años. Cuatro aislamientos (66,66%) de las cepas positivas
correspondían a pacientes con edades superiores a 81 años; obteniéndose un
aislamiento (16,67%) para el grupo de 41 a 60 años y uno para el de 61 a 80
años (16,67%).
Tabla 1. Betalactamasas de
Espectro Extendido y Carbapenemasas en Enterobacterales
uropatógenos. Hospital General “Isidro Ayora” Loja, Ecuador (Diciembre 2017-Julio 2018) (n=96)
Característica |
TIPO DE BLEE (n=90) |
CBP (n=6) |
||||||||||
CTX-M |
TEM |
SHV |
CTX-M TEM |
CTX-M SHV |
SHV TEM |
CTX-M TEM SHV |
TOTAL |
p |
KPC |
TOTAL |
p |
|
Sexo |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
No.
(%) |
0,002* |
No.
(%) |
No.
(%) |
0,002* |
Femenino |
17 (25,00) |
16 (23,53) |
7 (10,29) |
21 (30,89) |
1 (1,47) |
1 (1,47) |
5 (7,35) |
68 (75,56) |
|
1 (100,00) |
1 (16,67) |
|
Masculino |
8
(36,36) |
2
(9,09) |
2
(9,09) |
8
(36,36) |
1
(1,47) |
1
(4,55) |
1
(4,55) |
22
(24,44) |
|
5
(100,00) |
5
(83,33) |
|
Grupo etario |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,375 NS |
|
|
0,375 NS |
˂ 20
años |
0 (0) |
3 (60,00) |
1 (20,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
1 (20,00) |
5 (5,56) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
21-40 años |
3 (18,75) |
3 (18,75) |
2 (12,50) |
8 (50,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
16 (17,78) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
41-60 años |
12 (50,00) |
4 (16,67) |
1 (4,17) |
5 (20,83) |
0 (0) |
0 (0) |
2 (7,14) |
24 (26,66) |
|
1 (100,00) |
1 (16,67) |
|
61-80 años |
7 (25,00) |
2 (7,14) |
5 (17,86) |
8 (28,57) |
1 (3,57) |
2 (7,14) |
3 (10,72) |
28 (31,11) |
|
1 (100,00) |
1 (16,67) |
|
˃ 81
años |
3 (17,65) |
6 (35,29) |
0 (0) |
8 (47,06) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
17 (18,89) |
|
4 (100,00) |
4 (66,66) |
|
Tipo de paciente |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,217 NS |
|
|
0,217 NS |
Ambulatorio |
20
(25,97) |
17
(22,08) |
8
(10,39) |
24
(31,17) |
1
(1,30) |
2
(2,60) |
5
(6,49) |
77
(85,56) |
|
4
(100,00) |
4
(66,66) |
|
Hospitalizado |
5 (38,45) |
1 (7,70) |
1 (7,70) |
5 (38,45) |
0 (0) |
0 (0) |
1 (7,70) |
13 (14,44) |
|
2 (100,00) |
2 (33,34) |
|
Servicio de
atención |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,001* |
|
|
0,001* |
Emergencia |
10 (23,26) |
10 (23,26) |
6 (13,97) |
13 (30,23) |
1 (2,32) |
1 (2,32) |
2 (4,64) |
43 (47,78) |
|
4 (100,00) |
4 (66,66) |
|
Consulta Externa |
9 (27,28) |
7 (21,21) |
2 (6,06) |
11 (33,33) |
0 (0) |
1 (3,03) |
3 (9,09) |
33 (36,67) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
Cirugía |
4 (50,00) |
1(12,50) |
1 (12,50) |
2 (25,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
8 (8,89) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
Medicina Interna |
2 (100,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
2 (2,22) |
|
1 (100,00) |
1 (16,67) |
|
UCI |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
3 (100,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
3 (3,33) |
|
1 (100,00) |
1 (16,67) |
|
Neonatología |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
1 (100,00) |
1 (1,11) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
Microorganismo |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,000* |
|
|
0,000*- |
E. coli |
25
(33,78) |
16
(21,62) |
2
(2,70) |
26
(35,14) |
1
(1,35) |
0(0) |
4 (5,41) |
74
(82,22) |
|
0 (0) |
0
(100,00) |
|
K. pneumoniae |
0 (0) |
1 (7,70) |
6 (46,16) |
2 (15,38) |
0 (0) |
2 (15,38) |
2 (15,38) |
13 (14,44) |
|
4 (100,00) |
4 (66,66) |
|
K. oxytoca |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
1
(100,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
1
(1,11) |
|
1
(100,00) |
1
(16,67) |
|
P. mirabilis |
0 (0) |
1 (50,00) |
1 (50,00) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
2 (2,22) |
|
0 (0) |
0 (0) |
|
C. freundii |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
0 (0) |
|
1
(100,00) |
1
(16,67) |
|
Total |
25 (27,79) |
18 (20,00) |
9 (10,00) |
29 (32,22) |
1 (1,11) |
2 (2,22) |
6 (6,66) |
90 (100,00) |
|
6 (100,00) |
6 (100,00) |
|
Tipo de BLEE |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,000* |
- |
- |
- |
BLEE: β-lactamasa de Espectro Extendido, CBP: Carbapenemasa, NS: No
significativo (p ˃ 0,05);
*: estadísticamente significativo (p ≤ 0,05)
En relación al sexo, 68 pacientes femeninas (75,56%)
portaban cepas productoras de BLEE, en comparación a 22 pacientes masculinos
(24,44%), lo cual representa un radio mujer/hombre de 3,01. La mayor proporción
de cepas positivas para CBP correspondió a pacientes masculinos (83,33%) y solo
un caso (16,67%) se obtuvo a partir de una paciente femenina, equivalente a un
radio hombre/mujer de 5,00. Las diferencias encontradas en la frecuencia de
BLEE y CBP de acuerdo al sexo del paciente resultaron estadísticamente
significativas (p ≤ 0,05); mientras que, para el grupo etario no se encontraron
diferencias desde el punto de vista estadístico (p ˃ 0,05).
Las cepas productoras de
BLEE fueron detectadas principalmente en pacientes AMB (provenientes de los
servicios de EME y CE) con 77 casos (85,56%); en contraste con 13 casos en
pacientes HOS (14,44%). De igual manera, la producción de CBP fue más evidente
en cepas aisladas de pacientes AMB (4 aislamientos; 66,66%); observándose la
positividad de la PCR en 2 cepas recuperadas de pacientes HOS (33,34%), las
diferencias observadas en la frecuencia de estas enzimas entre pacientes
ambulatorios y hospitalizados no resultaron significativas (p ˃ 0,05)
Cuarenta y una de las
cepas BLEE positivas procedían de pacientes vistos en la EME (45,56%); 36
(40,00%) de pacientes que acudieron a CE; 9 (10,00%) fueron atendidos en el
departamento de CIR; 3 (3,33%) correspondían a pacientes recluidos en la UCI y
1 (1,11%) del servicio de NEO. Cabe destacar, que los pacientes AMB portadores
de cepas productoras de CBP fueron atendidos en el departamento de EME
(66,66%); mientras que, las cepas aisladas de pacientes HOS correspondieron una
(16,67%) a la UCI y una (16,67%) al servicio de MI. Las variaciones en la
frecuencia de las enzimas hidrolizantes de β-lactámicos estudiadas de acuerdo al servicio de atención al
paciente resultaron estadísticamente significativas (p ≤ 0,05).
Todas las cepas que
resultaron fenotípicamente resistentes a los β-lactámicos
evaluados portaban al menos, un determinante genético de resistencia. De manera individual, el gen blaCTX-M fue el más prevalente con 61
casos (67,77%); seguido de blaTEM
presente en 55 aislamientos (61,11%) y finalmente, blaSHV,
presente en 18 cepas (20,00%) del total de cepas BLEE positivas. Destaca
que la mayoría de las cepas portaban uno solo de los determinantes genéticos de
BLEE investigados en este estudio (52 aislamientos que corresponden al 57,78%
del total); mientras que, en 38 casos (42,22%), se demostró la presencia de
múltiples genes para la producción de BLEE. La asociación entre blaCTX-M y TEM) se encontró en
29 cepas (32,24%); la presencia conjunta de bla(CTX-M/SHV/TEM)
se detectó en 6 casos (6,66%); los genes bla(TEM y SHV)
pudieron apreciarse en 2 casos (2,22%) y sólo una cepa (1,11%) portaba en
simultáneo, los genes bla(CTX-M y SHV). Por su parte, la
totalidad de cepas productoras de CBP portaban únicamente, el gen blaKPC. Ninguna
cepa resultó simultáneamente productora de BLEE y CBP.
Para las BLEE y CBP se
encontró asociación estadísticamente significativa de acuerdo al tipo de
microorganismo productor y al tipo de enzima (p ≤ 0,05); mientras que,
para las CBP, no se pudo determinar asociación estadística por tipo de enzima
ya que la producción fue una constante.
Discusión
El análisis de los
resultados obtenidos en esta investigación demostró un 81,57% de Enterobacterales
productores de ITU; observación distinta a los reportes consultados (1), que
expresan un 27,43% de frecuencia relativa para estos uropatógenos.
Sin embargo, algunos investigadores (6,10,26), detectaron una mayor frecuencia comprendida entre
68,40% y 77,21%. Estos hallazgos sustentan la afirmación que, los miembros del
orden Enterobacterales continúan siendo los patógenos responsables de la
mayoría de las ITU, tanto en la comunidad como en el ámbito hospitalario (3,6,10) y que, la aparición de una ITU depende, esencialmente, de factores
anatómicos, la integridad de los mecanismos de defensa del hospedero y la
virulencia de los organismos infectantes (6).
Aunque la prevalencia de las
bacterias productoras de BLEE y/o CBP es un problema mundial, la distribución
geográfica puede variar según los países e instituciones (3,17). De acuerdo con los hallazgos de esta investigación, el 27,86% de los Enterobacterales
aislados como agentes causales de ITU, resultó productor de BLEE, valores
parecidos a los reportados en la literatura, según los cuales, la tasa de
aislamiento de cepas BLEE positivas en los pacientes con ITU es de 22,00% en
Europa; 31,00% en América del Sur y 67,00% en Asia (27).
De la misma manera, el 1,86% de las cepas evaluadas resultó productor de CBP.
Aunque la prevalencia de Enterobacterales
productores de CBP sigue siendo poco común en entornos comunitarios, se
encontró un alto grado de variabilidad entre los estudios, con proporciones que
oscilan entre el 7,70% y el 29,50% a nivel mundial (17,27); habiéndose sugerido que la orina puede ser una fuente importante
de microorganismos productores de BLEE y CBP (3,17,27).
Las diferencias observadas en
la producción de BLEE y/o CBP, probablemente, reflejan las diferentes políticas
de uso de antimicrobianos y control de infecciones empleadas en las diversas
áreas geográficas (28-30). Diferentes estudios muestran un incremento de las tasas de BLEE
y CBP en Suramérica y Asia en comparación con Europa y Norteamérica,
corroborando los valores aquí reportados (5,31-34). La prevalencia de estos patógenos en la población puede ser
consecuencia del mayor uso de antibióticos de amplio espectro como los carbapenemes, tanto con fines terapéuticos como
profilácticos (26). El uso de antimicrobianos ejerce presión
selectiva sobre el microbioma normal, lo que conduce a la aparición de cepas
productoras de este tipo de enzimas (26). El desarrollo de la resistencia también se ve facilitado por la
adherencia incompleta a las pautas de tratamiento antimicrobiano, un fenómeno
comúnmente observado entre los pacientes (26).
El alto grado de variabilidad
en términos de prevalencia geográfica, tipo y fuente de aislados, patrones de
resistencia, puede ser un reflejo de relaciones culturales/tradicionales.
Además, la diferencia en la población objetivo, el tamaño de la muestra y la
variabilidad metodológica podrían traer variaciones en la prevalencia de las
BLEE y CBP, destacando la urgencia de desarrollar programas nacionales de
vigilancia, fundamentales para establecer la trascendencia de las cepas
resistentes (17,35).
E. coli ha sido considerada como el principal uropatógeno bacteriano representando entre el 75 y el 90%
de los aislados bacterianos en pacientes con ITU; seguida, generalmente, por Klebsiella
spp. (1-6,9-11,16,17,26). Su predominio es consistente con estudios similares realizados
internacionalmente (1-6,9-11,16,17,26). No obstante, en contraste con las afirmaciones de Abujah y col. (3) y Baizet y col. (26), en esta investigación, la tasa de detección de BLEE entre Klebsiella
spp. es significativamente menor que entre los
aislados de E. coli; pues, las cepas de E. coli expresaron más
frecuentemente la producción de BLEE (77,08%) que las cepas de K. pneumoniae
(13,54%) y K. oxytoca (1,04%). La proporción de Proteus spp. productoras de BLEE (2,08%) es comparable a la
reportada por otros autores, la cual oscila entre el 1 y el 3,00% (36); ninguna cepa de este género resultó CBP positiva.
En algunos informes se ha
referido que las especies de Citrobacter y Enterobacter son los
terceros patógenos más comunes en las ITU (5,37); mientras que, en otros, estos
microorganismos son aislados con menor frecuencia que Proteus spp. (38); en esta investigación, se detectó un pequeño porcentaje mayor de
aislamientos de P. mirabilis sobre C. freundii, y no hubo
aislamientos de especies de Enterobacter. La producción de CBP ha sido
detectada más frecuentemente en Klebsiella spp.,
y Citrobacter spp., tal como lo evidencian los
resultados obtenidos; sin embargo, la literatura refiere también que, la
producción de CBP por Enterobacter spp. es
común (12,17,39-43), afirmación que no se corresponde con las observaciones de este
estudio ya que no se recuperaron cepas de Enterobacter spp. como productoras de ITU
Estudios previos identificaron
al sexo masculino como factor de riesgo para ITU ocasionadas por
microorganismos productores de BLEE y/o CBP; hallazgo que, posiblemente, se
deba a la naturaleza de las ITU en estos pacientes, ya que estas infecciones en
los hombres se asocian a factores que aumentan el riesgo de desarrollo de
infecciones por estas cepas, tales como: enfermedades subyacentes y múltiples
episodios de tratamiento antimicrobiano previos (34); mientras que, otros señalaron al sexo femenino como un factor de
riesgo (37,38,44). Ante este dilema, los resultados obtenidos manifiestan una
prevalencia más elevada de cepas BLEE positivas en pacientes femeninas, coincidiendo con reportes que también percibieron una alta frecuencia de estos
microorganismos recuperados a partir de mujeres (37,38). En cuanto a las CBP, la situación observada fue completamente
opuesta, con la mayoría de las cepas provenientes de pacientes masculinos (37,44).
Según Almomani y col. (45),
los pacientes pediátricos (< 18 años de edad), presentan una mayor tasa de
incidencia de ITU por cepas BLEE; afirmación que contradice los descubrimientos
de esta investigación, en la que, el menor número de cepas productoras de BLEE
correspondió a este grupo etario; aunque la edad no resultó significativa en la
prevalencia de las cepas BLEE. Observaciones similares fueron realizadas por Fatima y col. (46),
de acuerdo a las cuales, la producción de BLEE
fue estadísticamente insignificante entre los diferentes grupos de edad, con
una alta prevalencia en los grupos de 16 a 30 años (34,60%); 31 a 45 años
(37,50%) y 46 a 60 años (30,00%). A diferencia de las cepas BLEE, las cepas
productoras de CBP provenían casi en su totalidad del grupo etario más longevo,
concordando con observaciones previas que muestran predominio de estas cepas en
pacientes con edades promedio de 76,40 años (44), tal cual se encontró en esta investigación, donde la edad
promedio de los pacientes de origen fue de 80 años.
Desde la década de 1980, la
incidencia de infecciones debidas a organismos productores de BLEE se ha
generalizado en todo el mundo, tanto en entornos hospitalarios como
comunitarios. Inicialmente, estos organismos se consideraron nosocomiales y en
su mayoría, eran aislados de pacientes hospitalizados (32). Esto sugiere que, un mayor consumo de antibióticos y
antisépticos en entornos hospitalarios, resulta en mayores niveles de cepas
resistentes a los antibióticos en comparación con las provenientes de pacientes
ambulatorios; por lo que, el control de infecciones en los hospitales podría
disminuir la aparición de bacterias productoras de BLEE y, posteriormente,
reducir su propagación a la comunidad (33). No obstante, con el tiempo, los organismos BLEE positivos se
propagaron rápidamente a la comunidad y se informan cada vez con mayor
frecuencia en entornos ambulatorios y comunitarios, tal cual se detecta en esta
investigación (3,15,38,45,47,48).
Coincidiendo con informes de
la creciente frecuencia de organismos productores de BLEE en pacientes
ambulatorios, en este estudio, la mayoría de las cepas se aislaron de este
entorno (38,45,49). Este contexto sugiere una propagación importante de estas
enzimas en la comunidad, incluso si las infecciones no son adquiridas por
completo en la comunidad y podrían correlacionarse con visitas a hospitales o
centros de salud (38). Diferentes factores pueden explicar la
rápida propagación de cepas productoras de BLEE en el entorno comunitario, como
la adquisición de estos microorganismos a partir de alimentos, contacto persona
a persona por parte de portadores fecales, contacto con animales domésticos y/o
salvajes portadores de cepas BLEE, viajes internacionales, aguas residuales
urbanas, aguas potables contaminadas, así como su detección en el ambiente
hospitalario que pueden comportarse como reservorios y probables fuentes de transmisión
comunitaria (45,49).
Apoyado por el hecho que los
pacientes hospitalizados admitidos en UCI son especialmente propensos a
desarrollar infecciones por microorganismos productores de CBP debido a la
presencia de organismos altamente resistentes disponibles en el ambiente y la
presión selectiva sobre ellos debido al uso excesivo de antibióticos, Eshetie y col. (35), señalan que todos los aislados productores de carbapenemes provenían de pacientes hospitalizados. Sin
embargo, en incongruencia con estas afirmaciones, los resultados de esta
investigación muestran un mayor porcentaje de cepas productoras de CBP en
pacientes AMB, atendidos en el departamento de EME, descubrimiento que debe ser
cuidadosamente considerado; pues, su ocurrencia presagia una posible
propagación de carbapenemasas en la comunidad (47). Con las CBP siguiendo un modo genético de transmisión similar al
de las BLEE, corresponde considerar el endemismo de las BLEE en muchos países
como una señal de alerta temprana para el probable aumento de la propagación de
la resistencia a carbapenemes en la comunidad. (17).
Debido a que la gran mayoría
de las ITU son ocasionadas por cepas que forman parte del microbioma fecal
propio del paciente (5,33), la elevada frecuencia de cepas productoras de BLEE causantes de
ITU en este estudio, posiblemente, se deba a la alta prevalencia de
colonización fecal por estas cepas en la población, lamentablemente, el estado
de portador fecal de cepas productoras de BLEE no fue investigado en este
estudio. Igualmente, se ha descrito que, la colonización intestinal por cepas
productoras de CBP es, generalmente, un requisito previo para la infección;
aunque a la fecha, se desconoce en gran medida qué porcentaje de pacientes
colonizados progresará a una infección activa (17).
La mayoría de las cepas
productoras de BLEE (85,56%) provenía de pacientes atendidos en el servicio de
EME y CE; mientras que en el caso de las productoras de CBP, provenía sólo de
EME; sin embargo, existen investigaciones que reportan a los miembros del orden
Enterobacterales productores de BLEE y/o CBP, principalmente, en salas
de MI, CIR y UCI con 62,70%; 21,30% y 10,70%, respectivamente (2,44). Las diferencias entre estos resultados pueden
ser reflejo de una estancia hospitalaria más prolongada, admisión en la UCI y
al uso inapropiado y excesivo de antibióticos en dichas investigaciones (2,3,8,14,15,27-32,39,44,49). Los aislados provenientes de servicios donde son comunes los
tratamientos invasivos, como los servicios previamente señalados, se asocian
constantemente con las tasas más bajas de susceptibilidad antimicrobiana y, es
conocido que la aparición de cepas productoras de BLEE y/o CBP en zonas de alto
riesgo del hospital, como las ICU, ha incrementado significativamente su
frecuencia (8,14,27,38,39,44,45,49). En contraste con estas observaciones, la mayor frecuencia de
BLEE y/o CBP en los servicios de atención ambulatoria, evidencia la
difusión generalizada de estos organismos en el entorno comunitario (44). Por lo tanto, la administración de la terapia empírica adecuada
para las infecciones producidas por estos microorganismos constituye un gran
desafío en la actualidad (39,49).
La caracterización molecular
de los genes codificantes para la producción de β-lactamasas
es esencial en los estudios epidemiológicos y en el tratamiento de los brotes (32). En esta investigación, todas las cepas que resultaron
fenotípicamente positivas para BLEE y/o CBP portaban al menos, un determinante
genético de resistencia, resultados que sugieren una alta correlación entre las
pruebas fenotípicas y genotípicas, aspecto previamente comentado en la
literatura (33,38,47). En los resultados, se revelaron diferentes tipos de BLEE: CTX-M,
TEM y SHV, resultando el gen blaCTX-M,
el determinante de la enzima más predominante, en concordancia con los informes
globales (3,15,31,32,34,46,47,49-53). No obstante, a diferencia de lo descrito por algunos autores, el
segundo en frecuencia fue el gen blaTEM
y no bla SHV (31,32); aunque este hallazgo ha sido reportado con anterioridad (15,34,50,51). Estas observaciones confirman que la distribución de los genes
BLEE y/o CBP estudiados es muy variada dependiendo de la región, el país y el
año del aislamiento de las cepas (17,31,39). Las BLEE de tipo CTX-M se han extendido por todo el mundo. El
incremento en la diseminación de este gen, fenómeno que inició a mediados de
los años 1990 y es actualmente conocido como la pandemia CTX-M (34), en particular, ha sido facilitado por cepas bacterianas
altamente virulentas portadoras de plásmidos epidémicos (2,3). Frecuentemente, estas cepas se han asociado a infecciones
comunitarias y portan, junto con blaCTX-M,
otros determinantes de multirresistencia,
incluyendo genes de resistencia a fluoroquinolonas, trimetoprim/sulfametoxazol
y aminoglicósidos, lo cual constituye un problema ya
que los plásmidos transportadores pueden, y de hecho son, transferidos de un
organismo a otro mediante procesos de conjugación (49-53). No se conoce con certeza la justificación de por qué las cepas
portadoras del subtipo CTX-M predominan en las ITU; pero se ha propuesto que,
este tipo de cepas pudiera manifestar un elevado potencial de diseminación
debido a un porcentaje superior de transmisión de su plásmido de resistencia, o
alguna prerrogativa ecológica sobre los restantes subtipos de BLEE, que le
habilitan para subsistir en distintos nichos ambientales (34).
Por otra parte, en cuanto a
las CBP, todas las cepas resultaron portadoras de blaKPC,
corroborando que esta enzima se ha hecho endémica en América, sur de Europa,
Israel y China; mientras que, blaNDM,
se ha convertido en endémica en el norte de Europa y la región de
Asia-Pacífico, en particular el Reino Unido y la India (17). En contraste con los hallazgos de esta investigación, Daoud y
col (47), señalan a blaOXA 48
como la CBP más frecuente y Abdelghany y col. (12), quienes destacan a blaNDM
en esta posición.
Curiosamente, en concordancia
con otros estudios a nivel mundial, los resultados obtenidos muestran que dos o
más genes de BLEE pueden coexistir en la misma cepa (3,31,47,52). Efectivamente, el 32,24% de las cepas probadas albergaba las
tres enzimas BLEE investigadas; mientras que, la mayoría de las cepas (57,78%)
portaban solamente un gen de resistencia. Aunque esto no afecta las estrategias
de tratamiento, albergar más de un gen de enzimas BLEE hace que la diversidad
de portadores de genes de resistencia sea considerablemente mayor (47). En las CBP, en los últimos años, se han notificado casos de
múltiples carbapenemasas en el mismo aislamiento de Enterobacterales
(39,54); sin embargo, no fue el caso en esta investigación. En incongruencia con los reportes de Mahrach y col. (54),
que reflejan un 2,00% de cepas productoras de CBP asociadas con la producción
de BLEE; en esta investigación ninguna
cepa resultó productora simultánea de los dos tipos de β-lactamasas.
Aunque blaKPC
es la CBP más común en todo el mundo, se ha demostrado que blaNDM
es más promiscua (17,39,54). Gran parte del aumento de la resistencia a carbapenemes
se ha atribuido a la rápida propagación de determinantes genéticos transmitidos
por plásmidos que codifican β-lactamasas. Aunque
no todas estas enzimas confieren resistencia a los carbapenémicos, muchas son
capaces de hidrolizar todos los antibióticos β-lactámicos
(17). Con las CBP tras un intercambio genético similar mediado por
plásmidos como en el caso de las BLEE, se ha hecho un llamamiento a una mayor
investigación sobre la propagación de las cepas productoras en entornos
comunitarios debido a la naturaleza altamente transmisible de los elementos
genéticos que codifican para CBP (8,17,54,55). El control de la aparición de CBP es crucial para limitar su
propagación; la detección de pacientes portadores de estas enzimas debe
conducir al establecimiento de precauciones institucionales y ambientales
orientadas a evitar o disminuir su transmisión (14).
Este estudio presenta algunas
limitaciones. En primer lugar, debido a la imposibilidad de acceder a los
registros médicos de los pacientes individuales infectados, no se pudo evaluar
la correlación entre la existencia de factores de riesgo relevantes y
enfermedades subyacentes (aparte de la edad, sexo y estado de hospitalización
del paciente). Segundo, podría existir un riesgo de sesgo de selección, ya que
se describe la frecuencia de ITU y la producción de BLEE y/o CBP en un centro
de atención secundaria que, generalmente, brinda atención a pacientes con
enfermedades más graves o enfermedades subyacentes. En tercer lugar, es un
estudio realizado en un solo centro, por lo que se podría limitar la aplicación
de ciertas conclusiones en la población general.
En conclusión, los resultados
obtenidos reflejan una elevada frecuencia de cepas BLEE
positivas y una baja frecuencia de cepas productoras de CBP como agentes uropatógenos en la población estudiada. El control
de la resistencia a los antimicrobianos, especialmente a los β-lactámicos, es extremadamente importante para el
establecimiento de la terapia empírica de las ITU. En este sentido, el análisis
de la expresión fenotípica de dicha resistencia asociada con características
genotípicas es importante para sustentar los enfoques clínico-microbiológicos a
fin de mejorar las estrategias para limitar la aparición y diseminación de
cepas bacterianas multirresistentes. Además, dada la promiscuidad microbiana,
la propagación de bacterias productoras de BLEE y/o carbapenemasas,
es una información relevante, no sólo para los sistemas de vigilancia, sino
también para evaluar, la dinámica de circulación de estos microorganismos y
plantear estrategias de contención y uso racional de la quimioterapia empírica.
Conflicto de
Relaciones y Actividades
La autora declara no presentar conflictos de relaciones y actividades.
Financiamiento
La autora
declaran no haber recibido financiamiento para el desarrollo de la presente
investigación. Este proyecto de investigación fue autofinanciado.
Agradecimiento
A la Universidad Nacional de Loja por la
asignación de la carga horaria del personal para su ejecución. Al Instituto
Nacional de Salud Pública por su colaboración en la identificación de los genes
de resistencia.
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Contribución de los
Autores
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curación de datos, recursos, curación de datos, redacción-revisión y edición,
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