Výskyt Enterobacteriaceae produkujících širokospektré beta-laktamázy typu ESBL a AmpC u pacientů s komunitní infekcí močových cest

Jessica JÍROVÁ

Bachelor's thesis

Occurence of Enterobacteriaceae producing extended-spectrum beta-lactamases (ESBL and AmpC type) in patients with community acquired urinary tract infection

Abstract:

Rezistence na antibiotika je celosvětovým problémem a každým rokem stoupá. Jelikož infekce močových cest jsou jednou z nejčastějších příčin k předepisování antibiotik, výskyt bakterií rezistentních k běžně užívaným antimikrobiálním látkám se zvyšuje. Zástupci čeledi Enterobacteriaceae, gramnegativní tyčky, patří k nejrozšířenějším patogenům způsobující uroinfekce. Jedná se o producenty beta-laktamáz, které rozkládají a inaktivují beta-laktamová antibiotika, jinak běžně používané terapeutikum k léčbě uroinfekcí. Teoretická část bakalářské práce se zabývá charakteristikou komunitních močových infekcí, zejména jejich diagnostikou, terapií a prevencí vzniku. Jsou zde popsány obecné vlastnosti a laboratorní diagnostika čeledi Enterobacteriaceae. V závěrečné části je nastíněna náplň činnosti antibiotické politiky a středisek v České republice. Navazuje popis působení antimikrobiálních látek, konkrétně beta-laktamových antibiotik. Následuje rozdělení mechanismů rezistence k antibiotikům. Pozornost je zaměřena na rezistence k beta-laktamům, pomocí produkce enzymů beta-laktamáz (zejména typu ESBL a AmpC), které beta-laktamová antibiotika inaktivují. Teoretická část končí popisem laboratorní diagnostiky beta-laktamáz ESBL a Ampc. Praktická část se zabývá zpracováním moče v mikrobiologické laboratoři a průkazem enterobakterií produkujících širokospektré beta-laktamázy. Proces zpracování zahrnuje odběr moče, transport a kultivace vzorku na příslušné diagnostické půdě. Následuje mikroskopie preparátu a izolace čisté kolonie mikrobů z čeledi Enterobacteriaceae. Enterobakterii diagnostikujeme pomocí biochemických vlasností mikroba vyrostlého na speciální Švejcarově půdě a změnou barev reagencí v INDOL testu. K průkazu produkce beta-laktamáz, typu ESBL a AmpC slouží soubor testů. Diskovým difuzním testem prokážeme, zda je kmen citlivý či rezistentní k příslušné antimikrobiální látce. DDST test slouží k průkazu enterobakterií produkujících ESBL a AmpC beta-laktamázy. Chromogenní ESBL půda určí kmeny produkující širokospektrou beta-laktamázu. Výzkum byl prováděn v mikrobiologické laboratoři Stafila za období 3 měsíců. Byla zde porovnána četnost jednotlivých zástupců enterobakterií způsobujících komunitní infekce močových cest, v závislosti na věku a typu odebrané moči. Další porovnání bylo z hlediska procentuálního zastoupení ESBL a AmpC pozitivity u polyrezistentních Enterobacteriaceae, také v závislosti na věku a typu odebrané moči. Escherichia coli je nejzastoupenějším patogenem diagnostikovaným v moči u pacientů s uroinfekcí, a to až z 60,67%. Přehlíženi by neměli být ani Proteus mirabilis a Klebsiella pneumoniae. Průměrný věk pacientů se zánětem močových cest je 54 let. ESBL pozitivních vzorků bylo 9% z celkového počtu zpracovaných močí. AmpC pozitivních močí bylo o něco méně, konkrétně 4% z celkového počtu močí. Dle výsledků do nejohroženější skupiny pacientů patří senioři v pečovatelských zařízeních, se zavedeným permanentním katétrem či jednorázově vycévkovaní. V závěrečné části bakalářské práce se poukazuje na možná řešení problému výskytu polyrezistentních kmenů u pacientů s komunitní infekcí močových cest.

Abstract:

Antibiotic resistance is a global problem and is increasing every year. As urinary tract infections are one of the most common causes for prescribing antibiotics, the incidence of bacteria resistant to commonly used antimicrobials is increasing. Representatives of Enterobacteriaceae, a gramnegative bacteria, are among the most common pathogens causing UTIs. They are producers of beta-lactamases, that break down and inactivate beta-lactam antibiotics, that are commonly used therapeutics to treat UTIs. The theoretical part of the bachelor thesis deals with the characteristics of community-acquired urinary tract infections, especially their diagnosis, therapy and prevention. General properties and laboratory diagnostics of the Enterobacteriaceae family are described here. The final part outlines the content of antibiotic policy and centers in the Czech Republic. The description of the action of antimicrobial substances, specifically beta-lactam antibiotics, follows. The following is a division of the mechanisms of antibiotic resistance. Attention is focused on the description of beta-lactam resistance, the production of beta-lactamase enzymes (especially of the ESBL and AmpC types), which inactivate beta-lactam antibiotics. The theoretical part ends with a description of laboratory diagnostics of beta-lactamases (ESBL and Ampc types). The practical part deals with urine sample processing in a microbiology laboratory and the detection of enterobacteria producing extended-spectrum beta-lactamases. The process involves urine collection, transport and culture process of the sample on the appropriate diagnostic medium. This is followed by microscopy of the microbes and isolation of a pure colony of microbes from the family Enterobacteriaceae. Enterobacteria is diagnosed by using biochemical properties of a microbe grown on a special Švejcar medium and by changing colors by reagents in the INDOL test. A set of tests is used to demonstrate the production of beta-lactamases, ESBL and AmpC types. Disk diffusion test shows whether the strain is sensitive or resistant to the relevant antimicrobial agent. The DDST test is used to detect Enterobacteria producing ESBL and AmpC beta-lactamases. Chromogenic ESBL medium identifies strains producing extended-spectrum beta-lactamase. The research was performed in the Stafila microbiological laboratory for a period of 3 months. The frequency of individual representatives of enterobacteria causing community-acquired urinary tract infections was compared here, depending on the age and type of urine collected. Another comparison was in terms of the percentage of ESBL and AmpC positivity in polyresistant Enterobacteriaceae, also depending on the age and type of urine collected. Escherichia coli is the most common pathogen diagnosed in the urine of patients with urinary tract infections, with up to 60.67%. Proteus mirabilis and Klebsiella pneumoniae should not be overlooked either. The average age of patients with urinary tract inflammation is 54 years. ESBL positive samples were 9% of the total number of processed urine. AmpC positive urine was slightly less, 4% of the total urine count. According to the results, the most vulnerable group of patients are the elderly in care facilities, with an permanent catheter or one-time catheterisation. The final part of the bachelor thesis points to possible solutions to the problem of poly-resistant bacteria in patients with community-acquired urinary tract infections.

Keywords

Komunitní infekce močových cest, Enterobacteriaceae, širokospektré beta-laktamázy typu ESBL a AmpC

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: MUDr. Věra Cihlová

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Sciences

Bachelor programme / field:
Specialization in Health Service / Health Technician