Burden de la infección por Acinetobacter baumannii multirresistente en pacientes hospitalizados en un hospital de atención terciaria de Nepal

Introducción

Acinetobacter baumannii es un aerobio, no fermentativo, gramnegativo, no móvil, cocobacilo que alberga un número de factores de virulencia eficaces.1 El organismo es capaz de sobrevivir en una amplia gama de condiciones ambientales y persiste durante largos periodos de tiempo en las superficies, lo que lo convierte en una causa frecuente de brotes de infección y de infecciones asociadas a la asistencia sanitaria.2 El principal problema causado por A. baumannii en el ámbito hospitalario afecta sobre todo a los pacientes en estado crítico de las unidades de cuidados intensivos (UCI), en particular los que requieren ventilación mecánica, y a los pacientes con heridas o quemaduras. Las infecciones asociadas a A. baumannii incluyen la neumonía asociada al ventilador, las infecciones de la piel y los tejidos blandos, las infecciones de las heridas, las infecciones del tracto urinario, la meningitis secundaria y las infecciones del torrente sanguíneo.3

Acinetobacter baumannii ha surgido como un importante patógeno nosocomial MDR en todo el mundo y se ha notificado cada vez más durante la última década, probablemente debido al creciente uso de antibióticos de amplio espectro en los pacientes hospitalizados.4 La Sociedad de Enfermedades Infecciosas de América (ISDA) declaró que A. baumannii es uno de los patógenos de «alerta roja» que amenazan en gran medida la utilidad de nuestro actual arsenal antibacteriano.5 Numerosos estudios han indicado una tendencia al alza en la prevalencia de A. baumannii MDR, pero las tasas de resistencia pueden variar mucho según el hospital, la ciudad o el país de que se trate. Dado que la infección por Acinetobacter MDR suele producirse en pacientes graves, la tasa de mortalidad bruta asociada es elevada, y oscila entre el 26% y el 68%.6

El A. baumannii multirresistente ha desarrollado resistencia a la mayoría de los antibióticos disponibles, incluidos los carbapenems, que son los fármacos de elección en el tratamiento de las infecciones graves.7 El principal mecanismo de resistencia a los β-lactámicos en A. baumannii corresponde a las bombas de eflujo, a las mutaciones de las porinas y a la producción de enzimas hidrolizadoras de β-lactámicos adquiridas, es decir, de clase A (β-lactamasas de espectro extendido, ESBLs), de clase B (metalo-β-lactamasas, MBLs), de clase C Ampicilinasa (AmpC) así como de clase D β-lactamasas. La resistencia a los carbapenemes debida a la producción de MBL y otras carbapenemasas tiene un potencial de rápida diseminación en los entornos hospitalarios, ya que a menudo está mediada por plásmidos y la detección temprana de la resistencia a los fármacos es necesaria para la selección adecuada de los antibióticos para tratar las infecciones por A. baumannii en los pacientes hospitalizados y para iniciar medidas eficaces de control de la infección para prevenir su diseminación en los entornos hospitalarios.8,9

Teniendo en cuenta los puntos de vista anteriores, el estudio se llevó a cabo en A. baumannii aislados de pacientes hospitalizados para determinar sus patrones de susceptibilidad a los antibióticos, identificar las cepas MDR y detectar varias β-lactamasas entre los aislados MDR.

Materiales y métodos

El estudio basado en el laboratorio se llevó a cabo en el Departamento de Microbiología Clínica del Hospital Docente de la Universidad de Tribhuvan (TUTH), un centro de atención terciaria de Nepal, desde enero de 2017 hasta diciembre de 2017 (durante un período de 12 meses). Todas las muestras clínicas recogidas de los pacientes hospitalizados con sospecha de infecciones que representaban diferentes sitios del cuerpo (esputo, lavado broncoalveolar, aspirado endotraqueal, pus y muestras de hisopos, diferentes fluidos corporales, orina, sangre, puntas de catéter, etc.) se procesaron de acuerdo con los métodos microbiológicos estándar recomendados por la Sociedad Americana de Microbiología (ASM) para el aislamiento y la identificación de A. baumannii.10

Pruebas de susceptibilidad a los antibióticos (AST)

La susceptibilidad de los aislados de A. baumannii frente a diferentes antibióticos se determinó mediante el método de difusión en disco de Kirby-Bauer modificado en agar Mueller-Hinton y se interpretó siguiendo los procedimientos estándar recomendados por el Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), Wayne, EE.UU.11. El perfil de sensibilidad a los antibióticos de todos los aislados de A. baumannii se determinó mediante pruebas contra ampicilina-sulbactam (10/10 μg), ceftazidima (30 μg), gentamicina (10 μg), ciprofloxacino (5 μg), levofloxacino (5 μg), meropenem (10 μg) e imipenem (10 μg). Los aislados que eran resistentes a al menos un antimicrobiano de tres grupos diferentes de antibióticos mencionados (es decir, los aislados MDR) también se probaron frente a piperacilina (100 μg), piperacilina-tazobactam (100/10 μg) cefotaxima (30 μg), cefepima (30 μg), cotrimoxazol (25 μg), amikacina (30 μg), doxiciclina (30 μg), polimixina B (300 unidades) y sulfato de colistina (10 μg) de HiMedia Laboratories, India.

Identificación de los aislados MDR

Los aislados de A. baumannii multirresistentes se identificaron según las directrices recomendadas por el Centro Europeo de Prevención y Control de Enfermedades (ECDC). Los aislados no susceptibles a al menos un agente antimicrobiano de tres o más clases de antimicrobianos se identificaron como MDR.12

Detección de productores de β-lactamasas de espectro extendido (ESBL)

La prueba de cribado inicial para la producción de ESBL se llevó a cabo mediante pruebas con discos de ceftazidima (CAZ, 30 μg) y cefotaxima (CTX, 30 μg). Los aislados se consideraron como potenciales productores de BLEE cuando la zona de inhibición (ZOI) era de <18 mm para CAZ o <23 mm para CTX. Los aislados de los que se sospechó que producían BLEE mediante la prueba de cribado se sometieron a pruebas adicionales mediante el método de disco combinado (CD) para confirmar la producción de BLEE, en el que se utilizaron CAZ y CTX solos y en combinación con ácido clavulánico. Tras la incubación durante 16-18 horas a 35±2°C, un aumento de la ZOI de ≥5 mm para cualquiera de los agentes antimicrobianos en combinación con ácido clavulánico que su zona de inhibición cuando se probó solo, se confirmó como productores positivos de ESBL.11

Detección de productores de AmpC β-lactamasas

Acinetobacter baumannii que produjo una zona de inhibición <18 mm para el disco de cefoxitina (CX, 30 μg) se probó para la producción de AmpC β-lactamasas. La β-lactamasa AmpC se detectó mediante la prueba del disco AmpC. En este método, la cepa indicadora de Escherichia coli susceptible a la cefoxitina (ATCC 25922) se inoculó en una placa MHA estándar para formar un cultivo de césped y se colocó un disco de cefoxitina. Se inoculó un disco blanco de 6 mm de diámetro humedecido con tampón Tris-EDTA con unas pocas colonias de la cepa de prueba y se colocó junto al disco de cefoxitina. Las placas se incubaron a 37°C durante la noche. Tras la incubación de una noche, una hendidura en la zona de inhibición de la cefoxitina adyacente al disco que contenía la cepa de prueba se consideró positiva para la producción de AmpC β-lactamasas.13

Detección de productores de Metallo β-Lactamasas (MBL) y Klebsiella pneumoniae Carbapenemasas (KPC)

Los aislados se sometieron a la detección de la producción de MBL y KPC cuando eran resistentes a meropenem (MEM, 10 μg). Se aplicó el método del disco de meropenem combinado para la detección y diferenciación de MBL, KPC o coproductor de KPC/MBL, tal y como describen Tsakris et al14 En esta prueba, se utilizaron cuatro discos; (a) MEM = un disco de MEM simple (10 μg), (b) MEM+EDTA = disco de MEM (10 μg) con 292 μg de EDTA, (c) MEM+ácido fenilborónico (PBA) = disco de MEM (10 μg) con 400 μg de PBA, y (d) MEM+EDTA+PBA = disco de MEM (10 μg) con 292 μg de EDTA y 400 μg de PBA. El EDTA actúa como inhibidor de MBL mientras que el PBA es un inhibidor de KPC. La prueba se llevó a cabo inoculando un agar Mueller-Hinton con el organismo de la prueba, como se indica en el método de difusión estándar, y se aplicaron cuatro discos. Tras la incubación de una noche a 37°C, se comparó el diámetro de la ZOI alrededor de los discos MEM+EDTA, MEM+PBA y MEM+EDTA+PBA con el diámetro alrededor del disco MEM normal. Se consideró que había producción de MBL cuando el diámetro de la ZOI alrededor de los discos de MEM+EDTA y MEM+EDTA+PBA aumentaba ≥5 mm con respecto al diámetro de la ZOI alrededor del disco de MEM solo. La producción de KPC se consideró cuando el diámetro de la ZOI alrededor de los discos MEM+PBA y MEM +EDTA +PBA se incrementó ≥5 mm que el diámetro de la ZOI alrededor del disco MEM solo. La coproducción de las enzimas KPC y MBL se consideró cuando el diámetro de la ZOI alrededor de los discos MEM+EDTA+PBA se incrementó ≥5 mm que el diámetro de la ZOI alrededor del disco MEM solo. Cabe señalar que la concentración de PBA y EDTA empleada en el presente estudio no mostró ningún efecto detectable sobre el crecimiento bacteriano.

Procesamiento y análisis de datos

Los datos relativos a los datos demográficos de los pacientes, las muestras, las salas, los perfiles antibacterianos y los determinantes de resistencia se analizaron utilizando la versión 16.0 de SPSS y se interpretaron según la distribución de frecuencias y los porcentajes.

Resultados

Durante el periodo de estudio, se aislaron un total de 177 A. baumannii. Del total de aislamientos de A. baumannii, la mayoría de ellos (N=161, 91,0%) se identificaron como MDR.

Distribución de Acinetobacter baumannii MDR

De los 161 aislamientos MDR, la mayoría (47.2%) se aislaron de muestras del tracto respiratorio (es decir, esputo, lavado broncoalveolar y aspirado traqueal), seguidas de pus e hisopos, fluidos corporales, orina y sangre, y las menos fueron de puntas de catéter (1,2%) (Tabla 1). Del total de aislados MDR, el 58,3% se aislaron de pacientes varones y el 41,7% de mujeres, con una proporción de 1,4 entre hombres y mujeres. The highest number of isolates were from male patients with age group ≥65 years (14.9%) and the least number was isolated from a female patient with age group 49–64 years (5.0%) (Table 2). Similarly, the higher number of MDR isolates were isolated from ICU patients (49.6%) followed by surgical wards (19.9%) and medical wards (14.3%), while the lowest number from burn wards (1.9%) (Table 3).

Table 1 Distribution of MDR Acinetobacter baumannii in Various Clinical Specimens

Table 2 Distribution of MDR Acinetobacter baumannii by Gender and Age Group of Patients

Tabla 3 Distribución de Acinetobacter baumannii MDR en función del barrio

Antibiograma de Acinetobacter baumannii MDR

El perfil de sensibilidad a los antibióticos muestra que la mayoría de los aislados MDR eran resistentes a la mayoría de los antibióticos de primerade primera línea. Entre ellos, todos los aislados eran completamente resistentes a la piperacilina y a la cefotaxima. Asimismo, el 99,4% eran resistentes a la ceftazidima y la cefepima, el 98,7% al cotrimoxazol, el 95% a la piperacilina-tazobactam y la ciprofloxacina, el 93,8% a la gentamicina y el 89,4% a la ampicilina-sulbactam y el meropenem. Sólo el 11,8%, el 12,4%, el 13,6% y el 37,9% fueron sensibles a la levofloxacina, el imipenem, la amikacina y la doxiciclina, respectivamente. Todos los aislados MDR fueron completamente sensibles sólo a los antibióticos de último recurso, es decir, polimixina B y sulfato de colistina (Figura 1).

Figure 1 Percentage of antimicrobial resistance and sensitivity of MDR A. baumannii (N = 161).

ESBL, AmpC, MBL, and KPC Production in MDR Acinetobacter baumannii

In this study, the rate of β-lactamases production among MDR isolates was significantly high. MBL was the common β-lactamase detected among MDR A. baumannii (67.7%). ESBL was detected in 19.9%, AmpC in 38.5%, and KPC in 9.3% of MDR isolates. The co-production of different types of β-lactamases was also seen among some isolates. ESBL+AmpC co-producers were seen in 6.8%, ESBL+MBL co-producers in 5.0%, AmpC+MBL co-producers in 23.0% and MBL+KPC in 5.6% of MDR isolates (Table 4).

Table 4 β-Lactamases Production Among MDR Acinetobacter baumannii

Discusión

Acinetobacter baumannii es un importante patógeno nosocomial asociado a una amplia variedad de enfermedades en pacientes hospitalizados especialmente en las unidades de cuidados intensivos imponiendo un mayor desafío al manejo del paciente y al control de la infección. La aparición en todo el mundo de aislados de A. baumannii MDR es motivo de gran preocupación.15

En nuestro estudio, A. baumannii MDR se aisló con frecuencia de muestras del tracto respiratorio (47,2%), seguido de pus e hisopos (27,3%), fluidos corporales (11,1%) y otros. Un estudio realizado por Shrestha et al en 201515 en el mismo hospital también informó de un 49,18% de A. baumannii MDR a partir de muestras del tracto respiratorio y Samawi et al16 de Qatar informó de un 48,9% de A. baumannii a partir de una infección del tracto respiratorio. Los datos demográficos de nuestro estudio mostraron una alta prevalencia de infecciones en pacientes varones de edad ≥65 años y la mayor parte de los aislados MDR procedían de pacientes de la UCI, ya que esta bacteria tiene predilección por los grupos de mayor edad y los pacientes de la UCI gravemente enfermos.

La tasa de A. baumannii MDR en nuestro estudio es del 91,0%, lo cual es ampliamente elevado. También en el estudio realizado por Shrestha et al y Mishra et al, alrededor del 96% y el 95% de A. baumannii eran MDR, respectivamente.17,18 Esta alta prevalencia de A. baumannii MDR puede deberse a la alta posibilidad de diseminación del gen de resistencia y a su capacidad de presentarse en cualquier lugar del entorno hospitalario. La infección por A. baumannii con un elevado número de aislados MDR también nos ha alarmado en cuanto a la necesidad de un estudio exhaustivo y la aplicación de medidas preventivas para reducir una amenaza tan temible en los pacientes hospitalizados. En este estudio, los aislados de A. baumannii multirresistentes fueron significativamente resistentes a los grupos de antibióticos carbapenems, aminoglucósidos y fluoroquinolonas. Casi todos los aislados MDR eran resistentes a la piperacilina y a las cefalosporinas, el 93,8% eran resistentes a la gentamicina y el 89,4% al meropenem, lo que es más elevado que lo comunicado por Mishra et al18 en el mismo hospital (casi el 89% y el 50% de los aislados eran resistentes a las cefalosporinas y a los carbapenems, respectivamente). El programa MYSTIC (Meropenem Yearly Susceptibility Test Information Collection) de 2007 demostró que el 74,1% de los aislados eran susceptibles a meropenem y el 78,9% eran susceptibles a imipenem en Europa, en comparación con las susceptibilidades mucho más bajas del 51,3% y el 52,0% en varios países asiáticos.20,21 Nuestro resultado sobre la tasa de resistencia a la amikacina fue del 86%.El aumento de la aparición de cepas altamente resistentes a los aminoglucósidos es también motivo de gran preocupación. En este estudio, el 95,0% y el 88,2% de A. baumannii MDR eran resistentes a la ciprofloxacina y la levofloxacina, respectivamente. La resistencia a las fluoroquinolonas está aumentando rápidamente en los aislados clínicos en los últimos años debido a su amplio uso en la medicina clínica como agentes antimicrobianos de amplio espectro. En nuestro estudio, la polimixina B y el sulfato de colistina mostraron un excelente efecto contra el A. baumannii MDR, ya que ninguno de los aislados fue resistente al sulfato de colistina y a la polimixina B. Sin embargo, en el estudio de Joseph et al22 y Al-Sweih et al23 , el 20% y el 12% de Acinetobacter spp. fueron resistentes al sulfato de colistina, respectivamente. Sin embargo, el presente estudio ha puesto de manifiesto una elevada tasa de resistencia a los antibióticos de uso común, lo que supone una desventaja para el sistema sanitario de países como Nepal, ya que puede afectar en gran medida al tratamiento de los pacientes. Esto puede deberse al intenso uso de los agentes antimicrobianos en el hospital, a la fácil disponibilidad y al uso indiscriminado de estos fármacos fuera de los hospitales, y a que muchos antibióticos están disponibles sin receta para la automedicación. El desarrollo de la resistencia a los antibióticos se asocia con una alta morbilidad y mortalidad en los pacientes hospitalizados, especialmente en los entornos de UCI.

La disminución de la susceptibilidad de A. baumannii hacia las cefalosporinas de tercera y cuarta generación podría atribuirse a los productores de BLEE o AmpC β-lactamasas o a algunos otros mecanismos subyacentes relevantes. Este estudio mostró que el 19,9% de los A. baumannii MDR eran productores de BLEE. Una tasa similar de BLEE se encontró en un estudio anterior de Parajuli et al en pacientes de UCI.24 En el estudio de Mishra et al,18 sólo el 12,9% de Acinetobacter spp. eran productores de BLEE. En un estudio indio25 , sólo el 7% de los aislados de A. baumannii eran productores de BLEE, mientras que otro estudio de la India8 documentó que el 29,9% de los Acinetobacter spp. eran productores de BLEE. Los estudios han demostrado que la prevalencia de BLEE varía de un país a otro y de una institución a otra, tanto en los aislados nosocomiales como en los comunitarios. Esto puede atribuirse a los hábitos de prescripción de antibióticos y a la presencia de patógenos que albergan los genes para la producción de BLEE. Aunque no existen directrices del CLSI para la detección de la producción de β-lactamasas AmpC, hemos seguido la prueba del disco de AmpC.13 En el presente estudio, la prevalencia de A. baumannii MDR productor de AmpC fue del 35,6%. Parajuli et al24 informaron de una prevalencia casi similar de Acinetobacter spp. productoras de AmpC en el mismo hospital. Sin embargo, en un estudio indio, se documentó una tasa más alta (56%) de A. baumannii productoras de AmpC.26

El Acinetobacter baumannii resistente a los carbapenemes (CRAB) está incluido en la prioridad 1 (es decir, crítica) de una lista prioritaria mundial de bacterias resistentes a los antibióticos para guiar la investigación, el descubrimiento y el desarrollo de nuevos fármacos por parte de la Organización Mundial de la Salud.27 Aunque existen diferentes mecanismos de resistencia a los carbapenemes, la producción de la enzima carbapenemasas es el mecanismo más eficaz.9 La aparición de MBL en A. baumannii se está convirtiendo en un reto terapéutico, ya que estas enzimas poseen una elevada actividad hidrolítica que conduce a la degradación de las cefalosporinas y carbapenems de mayor generación. Además, los genes MBL mediados por plásmidos se propagan rápidamente a otras especies de bacilos gramnegativos.28 Por lo tanto, la detección rápida de la producción de MBL es necesaria para modificar la terapia e iniciar un control eficaz de la infección para evitar su diseminación. En el presente estudio, los aislados productores de β-lactamasas (MBL) fueron más comunes que los productores de ESBL y AmpC, donde el 67,7% de los A. baumannii MDR eran productores de MBL. En Nepal, se han realizado pocos estudios sobre la prevalencia de MBL, Shrestha et al29 informaron del 47,2% y Parajuli et al24 informaron del 78,8% de productores de MBL en Acinetobacter spp. del mismo hospital. En el estudio de Dey y Bairy30 , se informó de la presencia de MBL sólo en el 21,7% de Acinetobacter spp. La coexistencia de múltiples genes MBL en las bacterias es una situación alarmante. Dado que los genes MBL están asociados a integrones que pueden incrustarse en transposones, que a su vez pueden alojarse en plásmidos dando lugar a un aparato genético altamente móvil, es probable que se produzca una mayor propagación de estos genes en diferentes patógenos. En este estudio también se intentó averiguar los aislados productores de KPC, donde el 9,5% de A. baumannii MDR y algunos de ellos también eran coproductores de la enzima MBL. Aunque no había ningún artículo sobre la detección de KPC en Nepal, Parajuli et al24 informaron recientemente de especies de Acinetobacter productoras de KPC en pacientes de la UCI. La mayoría de los aislados productores de KPC se han notificado en Estados Unidos, Grecia, China, Israel y Colombia.31 Entre las carbapenemasas, la KPC tiene una alta frecuencia y se ha encontrado comúnmente en la neumonía Klebsiella.32 Entre los aislados productores de β-lactamasas, algunos de los aislados eran también coproductores de diferentes β-lactamasas y los aislados MDR que producían dos tipos diferentes de β-lactamasas mostraban un alto perfil de resistencia. La propagación de las bacterias productoras de carbapenemasas por todo el mundo en los últimos años se ha considerado una gran amenaza para la salud pública. Tras la aparición de los clones resistentes a los carbapenemes, la esperanza de tratamiento de la infección por A. baumannii MDR es mediante el último recurso de antibióticos potencialmente tóxicos como la polimixina B y el sulfato de colistina.33

El estudio muestra que la infección por A. baumannii MDR está aumentando a un ritmo alarmante en nuestro hospital. Ahora se ha vuelto muy importante controlar esta situación antes de que tome una forma mortal. Por lo tanto, la detección rápida de los determinantes de resistencia es necesaria para modificar la terapia e iniciar un control eficaz de la infección para evitar su diseminación.

Limitaciones

No pudimos evaluar los factores de riesgo y los resultados de las infecciones por A. baumannii MDR en pacientes hospitalizados debido a la falta de disponibilidad de datos suficientes de los pacientes. Además, no se determinó el análisis genético de los fenotipos resistentes y los mecanismos de resistencia a los fármacos.

Conclusión

Del presente estudio se desprende que las infecciones en pacientes hospitalizados debidas a A. baumannii MDR son frecuentes. La tasa de producción de MBL, ESBL y AmpC entre los aislados MDR ha aumentado mucho y esta bacteria puede conducir a una alta morbilidad y mortalidad, ya que nos queda la única opción de tratarlos con antibióticos potencialmente tóxicos como el sulfato de colistina y la polimixina B y este es el problema vejatorio para los pacientes hospitalizados. Las recomendaciones establecidas, que incluyen la detección adecuada de la resistencia a los fármacos en los patógenos, las políticas de restricción antimicrobiana para evitar el uso excesivo de antibióticos de amplio espectro, la mejora de los sistemas de vigilancia de la resistencia y las medidas rigurosas de control de la infección, ayudarán a controlar esta situación.