Escherichia coli productora de BLEE de origen comunitario e intrahospitalario

Pinguil Yugsi, Mercy Elizabeth; Estevez Montalvo, Edmundo; Andrade Campoverde, Diego; Alvarado, María Fernanda

Mercy Elizabeth Pinguil Yugsi

mepinguily13@est.ucacue.edu.ec

Universidad Católica de Cuenca Ecuador

Edmundo Estevez Montalvo

luis.estevez@ucacue.edu.ec

Universidad Católica de Cuenca Ecuador

Diego Andrade Campoverde

dandrade@ucacue.edu.ec

Universidad Católica de Cuenca Ecuador

María Fernanda Alvarado

mafera755@hotmail.com

Universidad Católica de Cuenca Ecuador

Revista de Investigación en Salud VIVE

Centro de Estudios Transdisciplinarios, Bolivia

ISSN: 2664-3243

ISSN-e: 2664-3243

Periodicidad: Cuatrimestral

vol. 5, núm. 14, 2022

editor@revistavive.org

Recepción: 08 Junio 2022

Aprobación: 21 Junio 2022

Publicación: 04 Agosto 2022

URL: http://portal.amelica.org/ameli/journal/541/54133385413338020/

Modelo de publicación sin fines de lucro para conservar la naturaleza académica y abierta de la comunicación científica

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Resumen: Escherichia coli (E. coli) constituye una de las principales enterobacterias patógenas causantes de infecciones asociadas a la asistencia en salud, con alto impacto a nivel hospitalario y comunitario por su elevada tasa de morbilidad y mortalidad. El mecanismo de defensa de estas bacterias es mediante la generación de enzimas de resistencia, como la producción de Beta-lactamasas de espectro extendido. Objetivo. Caracterizar la resistencia a betalactámicos de espectro extendido a partir de su prevalencia en aislados de Escherichia coli de origen comunitario e intrahospitalario de la ciudad de Azogues. Materiales y métodos. Estudio de tipo descriptivo, documental. La población estuvo conformada por 877 registros de la base de datos WHONET de aislados de E. coli procedentes de muestras de origen comunitario e intrahospitalario del laboratorio del Hospital Homero Castanier Crespo. Resultados. El 75,5% de los aislados fueron de mujeres y el 24,5 % de varones. La media de edad fue 43,5 años. La frecuencia de E. coli productora de BLEE fue del 17,7 % con mayor frecuencia en varones (23,7%), en el área de clínica (25,2%), cirugía (16,8%) y en muestras de herida quirúrgica (11,6%). Predominó la resistencia a betalactámicos (84,5%) y cefalosporinas de primera y segunda generación mayor al 48%. Los carbapenemes (imipenen 97,3% y meropenem 96,7%), aminoglucósidos (amikacina 94,9 y gentamicina 80,5), fosfomicina (90,3) y nitrofurantoina (96,7%) mostraron mayor sensibilidad. Conclusiones. La monitorización constante de enzimas BLEE, permite la detección temprana de patrones de sensibilidad y a la vez orienta a un tratamiento terapéutico adecuado, evitando generación de nuevas resistencias y altas tasas de morbilidad y mortalidad.

Palabras clave: Escherichia coli, Resistencia Microbiana a Antibióticos, betalactamasas, Infección.

Abstract: Escherichia coli (E. coli) is one of the main pathogenic enterobacteria causing infections associated with health care, with high impact at hospital and community level due to its high morbidity and mortality rate. The defense mechanism of these bacteria is through the generation of resistance enzymes, such as the production of extended spectrum beta-lactamases. Objective. To characterize extended-spectrum beta-lactam resistance based on its prevalence in Escherichia coli isolates of community and intrahospital origin in the city of Azogues. Materials and methods. Descriptive, documentary study. The population consisted of 877 records from the WHONET database of E. coli isolates from community and in-hospital samples from the Homero Castanier Crespo Hospital laboratory. Results. 75.5% of the isolates were from females and 24.5% from males. The mean age was 43.5 years. The frequency of BLEE-producing E. coli was 17.7%, with a higher frequency in males (23.7%), in the clinical area (25.2%), surgery (16.8%) and in surgical wound samples (11.6%). Resistance to beta-lactams predominated (84.5%) and first and second generation cephalosporins was greater than 48%. Carbapenems (imipenem 97.3% and meropenem 96.7%), aminoglycosides (amikacin 94.9 and gentamicin 80.5), fosfomycin (90.3) and nitrofurantoin (96.7%) showed higher sensitivity. Conclusions. The constant monitoring of BLEE enzymes allows the early detection of sensitivity patterns and at the same time guides to an adequate therapeutic treatment, avoiding the generation of new resistances and high morbidity and mortality rates.

Keywords: Escherichia coli, Microbial resistance to antibiotics, beta-lactamases, Infection.

Resumo: A Escherichia coli (E.coli) é uma das principais enterobactérias patogênicas que causam infecções associadas aos cuidados de saúde, com alto impacto em nível hospitalar e comunitário devido a sua alta taxa de morbidade e mortalidade. O mecanismo de defesa dessas bactérias é através da geração de enzimas de resistência, tais como a produção de beta-lactamases de espectro estendido. Objetivo. Caracterizar a resistência beta-lactam de amplo espectro com base em sua prevalência em Escherichia coli isolados de origem comunitária e intra-hospitalar na cidade de Azogues. Materiais e métodos. Estudo descritivo, documental. A população consistia de 877 registros do banco de dados WHONET de E. coli isolados de amostras comunitárias e hospitalares do laboratório do Hospital Homero Castanier Crespo. Resultados. 75,5% dos isolados eram de fêmeas e 24,5% de machos. A idade média era de 43,5 anos. A freqüência da E. coli produtora de BLEE foi de 17,7%, com maior freqüência em homens (23,7%), na área clínica (25,2%), na cirurgia (16,8%) e em amostras de feridas cirúrgicas (11,6%). A resistência aos beta-lactâmicos (84,5%) e às cefalosporinas de primeira e segunda geração predominou (mais de 48%). Carbapenems (imipenem 97,3% e meropenem 96,7%), aminoglicosídeos (amikacin 94,9 e gentamicina 80,5), fosfomicina (90,3) e nitrofurantoína (96,7%) mostraram maior sensibilidade. Conclusões. O monitoramento constante das enzimas BLEE permite a detecção precoce de padrões de sensibilidade e, ao mesmo tempo, orienta para um tratamento terapêutico adequado, evitando a geração de novas resistências e altas taxas de morbidade e mortalidade.

Palavras-chave: Escherichia coli, resistência microbiana aos antibióticos, beta-lactamases, Infecção.

INTRODUCCIÓN

Escherichia coli (E. coli) es un microorganismo gramnegativo perteneciente a la familia Enterobacteriaceae. Es causante en altos porcentajes de infecciones del tracto urinario, meningitis neonatal, infecciones intestinales, piel y tejidos blandos en pacientes procedentes de la comunidad, sobre todo en relación con infecciones nosocomiales. A lo largo de los años la terapia para tratar E. coli se ha complicado debido a la aparición de cepas resistentes como las productoras de Beta-Lactamasas de espectro extendido (BLEE) (1,2).

Los fenotipos más comunes de BLEE surgen a partir de mutaciones que alteran el centro activo de las enzimas, estas enzimas hidrolizan las cefalosporinas de segunda, tercera y cuarta generación y de manera variable el aztreonam, pero son inhibidas por el ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam. Los plásmidos que codifican las BLEE, a menudo portan genes de resistencia a otras familias de antimicrobianos como aminoglucósidos, fluoroquinolonas y sulfonamidas. Por tal motivo, el fenómeno de resistencia cruzada es muy frecuente y el tratamiento de las infecciones producidas por estas cepas presentan mayor dificultad (3,4).

La Organización Mundial de la Salud, señala a América Latina como la región donde las bacteriemias producidas por gramnegativas multirresistentes representan hasta el 40% de los casos, observándose que el 48% de E. coli positivos son BLEE (5). Se prevé que para el 2050 ya no se disponga de antibióticos capaces de tratar patologías, por lo que las infecciones bacterianas causadas por patógenos multirresistentes serán la primera causa de muerte a nivel mundial (6).

Las infecciones por bacterias productoras de BLEE son un serio problema en América Latina y en Ecuador, debido a su alta incidencia (7). La presencia de E. coli productor de BLEE ha sido descrita en diferentes estudios, con prevalencias variables que van desde el 1,7% para países como Argentina, Brasil, Chile, México y Venezuela, 12,5% Colombia y hasta el 16% según estudios realizados en Guatemala. Por su parte, en Estados Unidos y Taiwán se han publicado prevalencias entre el 3 y el 8% (3).

En Ecuador el CRN-RAM - INSPI (Centro de Referencia Nacional de Resistencia a los Antimicrobianos del Instituto Nacional de Investigación en Salud Pública-INSPI-Dr. Leopoldo Izquieta Pérez), monitorizó a 44 Hospitales de las diferentes provincias, en donde E. coli fue el primer microorganismo sujeto a vigilancia, debido a que presentaba resistencia de hasta el 50% a las cefalosporinas en áreas hospitalarias. En un estudio realizado por Torres et al., en la ciudad de Cuenca en Ecuador se evidenció una prevalencia de E. coli productor de BLEE del 14,3%. Una investigación realizada en la ciudad de Azogues en el Hospital Homero Castanier Crespo reportó una alta incidencia de E. coli, 73,3% en urocultivo, 29,8 % en tejidos blandos, vías respiratorias el 13,2% y hemocultivo el 11,4%. Además, se observó resistencias a la cefotaxima en un 55,3%, ceftriaxona 52,3%, cefepime 51,4% y ceftazidima 40,7% (8,9,10).

Los antecedentes demuestran que la resistencia antimicrobiana constituye un grave problema de salud mundial convirtiéndose en un reto para el futuro. Esto implica que las consecuencias negativas conlleven a altas tasas de morbilidad, mortalidad, gastos sanitarios derivados de la atención médica que podrían amenazar la viabilidad de los sistemas de salud y limitar las opciones terapéuticas disponibles en Ecuador.

Por los antecedentes anteriormente expuestos, el objetivo del presente estudio es caracterizar la resistencia a betalactámicos de espectro extendido a partir de su prevalencia en aislados de E. coli de las diferentes muestras procedentes de los servicios de salud del Hospital Homero Castanier Crespo, de la ciudad de Azogues en Ecuador. Periodo 2019-2021

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación fue de tipo descriptivo, documental. La población de estudio estuvo conformada por 877 registros de la base de datos WHONET de aislados de E. coli procedentes de diferentes muestras del laboratorio del Hospital Homero Castanier Crespo, desde enero 2019 hasta septiembre 2021 (ver Anexo 1). Se utilizó un muestreo no probabilístico intencional de tipo cobertura total.

Se incluyeron los registros de aislados clínicos identificados como E. coli que presentaron resistencia al menos a uno de los antibióticos testeados en el antibiograma mediante métodos fenotípicos.

Los criterios de exclusión fueron: Registros de aislados clínicos de microrganismos de etiología bacteriana diferente a E. coli. Registros de aislados que no cuenten con la información completa.

Las muestras fueron procesadas por el personal técnico del área de microbiología del Hospital, utilizando el método de difusión por discos de Kirby Bauer. La interpretación, así como la confirmación de BLEE se realizó según los lineamientos establecidos por las CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute), 2021. Para el análisis estadístico se generó una base de datos en el programa SPSS 25.0. Los datos fueron procesados mediante estadística descriptiva, medidas de tendencia central, análisis de frecuencia, asociación (chi cuadrado) (11,12).

Para la presentación de los resultados se utilizaron tablas de simple y doble entrada. Esta investigación se basó en los principios éticos establecidos en la Declaración de Helsinki Adendum de Taiwán, garantizando la privacidad mediante la codificación y aplicación de clave de seguridad a los datos de los pacientes de los cuales se obtuvieron los registros clínicos objetos de estudio, los mismos que se manejaron con estricta confidencialidad, evitando vulnerar los derechos de los pacientes. La información obtenida previa aplicación del consentimiento informado no se utilizó con otros fines que no sean de carácter investigativo, no tuvo manejo público y no se hicieron nuevas investigaciones, respetando para lo que fueron tomadas, que fue el diagnóstico clínico (13)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Desde el año 2019 hasta el 2021 se reportaron 877 (100%) de aislados clínicos de E. coli, 662 (75,5%) fueron del género femenino y 215 (24,5%) del género masculino (X2 =227,832; p=<0,001). Se clasificó a la población según grupos etarios en donde se observó 38 (4,3%) niños, 49 (5,6%) infantes, 87 (9,9%) adolescentes, 223 (25,4%) adulto mayor y 480 (54,7) adultos (X2 =785,161; p=<0,001). La media de la edad de los pacientes fue de 43,5 años. Las muestras provenían de pacientes ambulatorios 44,7% (392), del servicio de clínica 16,1% (141), cirugía 11,4% (100), ginecología y obstetricia 9% (79), pediatría 8,9% (78), emergencia 7,1% (62) y UCI 2,9% (25) (X2 =722,057; p=<0,001).

Las muestras de los aislados tuvieron diferentes procedencias: orina 75,8% (666), secreción 15,4% (135), herida quirúrgica 5,6% (49), sangre 2,6% (23) y punta de catéter 0,5% (4) (X2 =1772,527; p=0,000).

En cuanto al perfil de susceptibilidad se pudo apreciar resistencia a grupos de antibióticos como los betalactámicos (ampicilina) en un 85,5%, cefalosporinas de primera (cefazolina) y segunda generación (cefuroxima) mayor al 48%, cefalosporinas de tercera generación (Cefotaxime, Ceftriaxona y Ceftazidime) mayor al 25%. En menor porcentaje se evidenció resistencia a los carbapenemes (imipenen 2,7% y meropenem 3,7%) y aminoglucósidos (amikacina 0,5% y gentamicina 19,5%) (ver Tabla 1)

Tabla 1
Perfil de susceptibilidad de los aislados clínicos de E. coli

Se observó que la prevalencia de E. coli portadora de BLEE fue del 17,7% con respecto al total de aislados analizados durante los años mencionados (Ver Tabla 2)

Tabla 2
Prevalencia de E. coli portadora de BLEE

E. coli portadora de BLEE se presenta con mayor frecuencia en el género masculino (23,7%), mientras que, en el género femenino prevalecieron los casos negativos (84,3%) (Ver Tabla 3)

Tabla 3
Prevalencia de E. coli portadora de BLEE según género

Cada letra del subíndice denota un subconjunto de GÉNERO categorías cuyas proporciones de columna no difieren de forma significativa entre sí en el nivel ,05.

Al relacionar E. coli productora de BLEE con servicios de salud se observa que hay aproximadamente las mismas cantidades de aislados de E. coli BLEE positivos y negativos en pacientes ambulatorios. Sin embargo, en el área de clínica se observan más casos positivos (25,2%) que casos negativos (14,1%), al igual que en cirugía, el 16,8% de los casos son positivos y el 10,2 % de casos son negativos (ver Tabla 4)

Tabla 4
Prevalencia E. coli BLEE positivo y negativo según los servicios de salud

Cada letra del subíndice denota un subconjunto de BLEE categorías cuyas proporciones de columna no difieren de forma significativa entre sí en el nivel ,05. Importar tabla

En las muestras de secreción, orina, punta de catéter y sangre no se observó diferencia en los aislados de E. coli BLEE positivo y negativo, no obstante, en las muestras de herida quirúrgica se observó un mayor porcentaje de casos BLEE positivo (11,6%) que negativos (4,3%) (Ver Tabla 5)

Tabla 5
Prevalencia de E. coli BLEE positivo y negativo según tipo de muestra

Cada letra del subíndice denota un subconjunto de BLEE categorías cuyas proporciones de columna no difieren de forma significativa entre sí en el nivel ,05

Discusión

En la actualidad las infecciones por bacterias productoras de BLEE se encuentran diseminadas a nivel mundial y así lo confirman numerosos estudios. En Cuba en 2021, los aislados de E. coli productoras de BLEE alcanzaron el 46%. En Ecuador varios estudios demuestran cifras del 21,4 %,15,2% y 2,08%. En la ciudad de Cuenca en Ecuador se encontraron prevalencias del 10% en niños y 7,6% en adultos, estos valores difieren de nuestros resultados, ya que los aislados fueron derivados de diferentes tipos de muestra (6,14-17).

E. coli productora de BLEE presentó mayor prevalencia en adultos y adultos mayores, resultados que concuerdan con los de Mendieta y cols., 2021. Probablemente entre las causas de esta incidencia en adultos se encuentran las enfermedades comórbidas, fragilidad y el deficiente sistema inmunológico que los vuelven susceptibles a desarrollar este tipo de infecciones (17).

La elevada sensibilidad de la fosfomicina la convierte a nivel global en una alternativa de primera línea en el tratamiento empírico para E. coli por su cómoda posología y mecanismo de acción. La nitrofurantoína, a pesar de su elevada sensibilidad y su probada eficacia en el tratamiento para E. coli, especialmente infecciones del tracto urinario, se emplea muy poco por su potencial toxicidad pulmonar, talvez debido a ello el porcentaje de sensibilidad se ha mantenido estable en los últimos años, estos resultados concuerdan con los obtenidos por Betrán (18). Se observó además altas tasas de sensibilidad en amikacina, gentamicina, meropenem e imipenem, similares a los hallazgos de Monté en Cuba (15).

Las cefalosporinas de primera y segunda generación testeadas presentaron un porcentaje de resistencia mayor al 48%; en las cefalosporinas de tercera generación no sucede lo mismo ya que acorde a su sensibilidad (66%) se podría seguir considerando como una alternativa para el tratamiento empírico de infecciones por E. coli. Sin embargo, un problema de la utilización de este grupo de antibióticos es que, debido a su actividad anaerobicida, pueden presentar mayor tasa de recurrencias, por lo que es necesario un tratamiento prolongado comparado con otras opciones antibióticas para lograr la misma eficacia; además que su uso previo induce la aparición de E. coli productor de BLEE, resultados similares a los reportados por Monté (14).

Sabiendo que E. coli es por excelencia, agente etiológico de las infecciones urinarias, se observó en gran proporción que las muestras provenían de orina. No obstante, estos aislados fueron en menor porcentaje portadores de BLEE. Las infecciones del sitio quirúrgico se citan entre los principales tipos de infecciones asociadas a la asistencia sanitaria donde E. coli extraintestinal es uno de los principales agentes. Así lo demuestra la presente investigación en donde el mayor porcentaje de E. coli BLEE fue en muestras de herida quirúrgica y en el área de cirugía, lo que concuerda con reportes previos por Monté y Quiñonez en Cuba (15,19)

CONCLUSIONES

E. coli es uno de los microrganismos más frecuentes en las infecciones asociadas a la asistencia en salud, no solamente en muestras intraintestinales, sino también extraintestinales como orina, herida quirúrgica y secreciones. E. coli productora de BLEE se está manifestando de forma frecuente en pacientes hospitalizados y ambulatorios como lo demuestra este estudio, en donde se observó una incidencia del 17,7%, mayoritariamente en pacientes del género masculino. Además, tuvo mayor prevalencia en muestras de herida quirúrgica y en los servicios de salud de clínica y cirugía.

Los antibióticos con mayores tasas de sensibilidad fueron los carbapenemes, amikacina, nitrofurantoina, fosfomicina y gentamicina, así mismo se observó resistencia a las cefalosporinas de primera y segunda generación y a la ampicilina

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