PRACE ORYGINALNE Narastanie oporności Pseudomonas aeruginosa Problematyka narastania oporności Pseudomonas aeruginosa u pacjentów hospitalizowanych w Klinice Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu w latach 2005 2007 Problem of increasing resistance of Pseudomonas aeruginosa in patients at ENT Clinic of Poznan University of Medical Sciences in the years 2005 2007 Hanna Tomczak 1, Małgorzata Wierzbicka 2, Dominika Okrutnik 1, Anna Bartochowska 2, Agnieszka Łuś 1, Anna Horla 1, Witold Szyfter 2 1 Centralne Laboratorium Mikrobiologiczne Szpitala Klinicznego im. H. Święcickiego w Poznaniu Kierownik: dr nauk farm. H. Tomczak 2 Katedra i Klinika Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej UM w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. med. W. Szyfter Summary Introduction. Species and resistance rate of current pathogens is important for determining the appropriate treatment. P. aeruginosa is an essential issue in the group of patients with ear problems. The number of infections and relapses caused by this pathogen has been increasing with high percentage of antibiotic resistant strains responsible for treatment failure. Aim. The purpose of this work was to present the problem of increasing resistance of Pseudomonas aeruginosa in patients of ENT Department of Poznan University of Medical Sciences between 2005 2007. Material and methods. During that time at our Clinic 644 biological samples were taken to carry out a bacteriological examination. All materials were analyzed to assess the prevalence of Pseudomonas aeruginosa as an etiologic factor of infections. The groups of patients treated operatively and in outpatient clinic were taken into consideration. Results. Pseudomonas aeruginosa was found in 89 samples; most cases in 2007 (53 strains), which constitutes 18% of all samples analyzed. Predominatingly (in 54 samples) that pathological culture was found in materials coming from ears. There was noticed a 20% growth in the number of P. aeruginosa infections in 2007 in relation to 2005. Most of the strains (93%) were susceptible to imipenem, piperacilin and tazobactam, 83% of the strains to ciprofloxacin, 86% to ceftazidim. Conclusions. Overuse of cotrimoxazol, doxycyclin and cefuroxim in empiric treatment, Pseudomonas aeruginosa strains are naturally resistant to which, is responsible for the P. aeruginosa resistance to most commonly used antibiotics. Hasła indeksowe: Pseudomonas aeruginosa, lekooporność Key words: Pseudomonas aeruginosa, antibiotic resistance Otolaryngol Pol 2008; LXII (5): 593 597 2008 by Polskie Towarzystwo Otorynolaryngologów Chirurgów Głowy i Szyi WSTĘP Pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) to drobnoustroje Gram-ujemne o wymiarach 0,5 3 μm [8]. Zazwyczaj produkują barwniki: fluoresceinę, piocyjaninę, piorubrynę i melaninę [8, 15]. W hodowli rozpoznanie tego gatunku ułatwia charakterystyczny tylko dla Pseudomonas aeruginosa zapach czeremchy/jaśminu, co jest związane z produkcją trimetyloaminy [10]. Pałeczki Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów. ropy błękitnej wytwarzają śluz, który stanowi barierę ochronną przed antybiotykami i środkami dezynfekcyjnymi, a także chroni przed fagocytozą oraz działaniem przeciwciał i dopełniacza [8]. Zakażenie Pseudomonas aeruginosa inicjowane jest poprzez przerwanie ciągłości nabłonka oraz zaburzenia funkcji granulocytów obojętnochłonnych. Infekcja bakteryjna przebiega w trzech etapach: I adhezja komórek pałeczki ropy błękitnej poprzez fimbrie do komórki nabłonkowej gospodarza; II Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 5 593
H. Tomczak i inni kolonizacja; III inwazja [5, 12]. Pseudomonas aeruginosa jest drobnoustrojem wyróżniającym się mieszanym charakterem oporności: naturalną i/lub nabytą, związaną z pozyskaniem dodatkowych genów oporności [2]. Jest naturalnie oporny na tetracykliny, cefalosporyny I i II generacji, kotrimoksazol, chloramfenikol [3,7,15]. Aktywność wobec Pseudomonas aeruginosa wykazują: penicyliny: karbenicylina, piperacylina, tikarcylina; penicyliny z inhibitorami b-laktamaz: piperacylina/tazobaktam, tikarcylina/klawulanian; cefalosporyny III i IV generacji; cefalosporyny z inhibitorami: cefoperazon/sulbaktam; monobaktamy; karbapenemy; aminoglikozydy; fluorochinolony; kolistyna [1, 5, 6]. Zakażenia wywołane przez Pseudomonas aeruginosa mogą być zlokalizowane w każdym miejscu, jednak najczęściej infekcja rozpoczyna się w okolicach wilgotnych, jak cewniki, oparzenia, sączące rany, drogi moczowe. W zakresie laryngologii najczęstszymi siedliskami są rurki tracheostomijne oraz ucho zewnętrzne i przestrzenie ucha środkowego w przypadku przewlekłego zapalenia ucha z przetrwałą perforacją błony bębenkowej. Infekcje ucha o etiologii Pseudomonas aeruginosa charakteryzują się dużą uporczywością oraz przewlekłością procesu; noszą nazwę ucha pływaka. U osób z obniżoną odpornością patogen ten może leżeć u podłoża złośliwego zapalenia ucha zewnętrznego [3, 9, 14]. Leczenie zachowawcze zapalenia przewodu słuchowego zewnętrznego lub wycieków w przewlekłym zapaleniu ucha środkowego z perforacją centralną rozpoczynane jest w warunkach ambulatoryjnych poprzez zastosowanie kropli usznych oraz antybiotyku podawanego doustnie. Niemniej poszerzanie wskazań do antybiotykoterapii, powszechne stosowanie i nadużywanie antybiotyków w lecznictwie otwartym prowadzi do mutacji szczepów bakteryjnych, zmiany ich wrażliwości na zwyczajowo stosowane leki, co implikuje brak skuteczności antybiotykoterapii dotychczas uważanej za standardową [13]. CEL Przedmiotem badań była analiza zakażeń uszu o etiologii Pseudomonas aeruginosa, ze szczególnym uwzględnieniem problemu narastania oporności w toku prowadzonego leczenia. MATERIAŁ I METODY W latach 2005 2007 wykonano w Klinice Laryngologii 644 badania mikrobiologiczne. Materiał z ucha pobrano w 165 przypadkach, co stanowi 26% wszystkich zbadanych materiałów. W tej liczbie 11% wymazów pobrano w zapaleniu przewodu słuchowego zewnętrznego, a 81% z ucha środkowego: w przypadkach wycieku z ucha w przewlekłym zapaleniu z centralną perforacją oraz z jam pooperacyjnych po operacjach ucha środkowego. Pobrane materiały posiewano na podłoża mikrobiologiczne w kierunku bakterii i grzybów, inkubowano w 37ºC lub 30ºC. Po okresie inkubacji izolowano drobnoustroje na płytkę krwawą w celu uzyskania monokultury. Czysty szczep identyfikowano i oznaczano jego wrażliwość na antybiotyki w systemie Vitek firmy biomerieux lub w systemie ATB firmy biomerieux, a dla szczepów wieloopornych oznaczano MIC dla poszczególnych antybiotyków metodą Etest (AB Biodisc). WYNIKI W badaniach bakteriologicznych materiału z ucha wynik ujemny, czyli odpowiedź posiew jałowy lub nie wyhodowano flory patogennej otrzymano w 25 (15%) przypadkach. Patogen chorobotwórczy wyhodowano, a więc wynik był dodatni w 140 (85%) przypadkach w tym w 91% materiałów pobranych do badania bakteriologicznego w przebiegu zapalenia przewodu słuchowego zewnętrznego, w 85% materiałów pobranych z ucha środkowego. W hodowli dominowały dwa patogeny: Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus. Pseudomonas aeruginosa występował w 30 materiałach, co stanowiło 18% wymazów z ucha, a Staphylococcus aureus w 29 przypadkach, co stanowiło 17% badań. W przypadku Pseudomonas aeruginosa w 64% materiał pochodził z ucha środkowego, w 24% od pacjentów z zapaleniem przewodu słuchowego zewnętrznego, a dla Staphylococcus aureus było to 76% materiałów z ucha środkowego, a 10% z przewodu słuchowego zewnętrznego. Wśród wyników dodatnich, jak wspomnieliśmy powyżej, najczęstszym patogenem był Pseudomonas Tabela I. Rok Liczba badań z Pseudomonas aeruginosa Liczba wszystkich badań 2005 5 142 3,5% 2006 12 208 5,8% 2007 13 294 4,4% % badań z Pseudomonas aeruginosa na wszystkie wykonane badania 594 Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 5
Narastanie oporności Pseudomonas aeruginosa aeruginosa, który wystąpił u 27 chorych, od których uzyskano 30 materiałów. U 4 chorych wykonano badania wielokrotnie (u 3 pacjentów badania wykonano 2 x, u 1 chorego 5x). U powyższych 27 chorych wyhodowano 35 szczepów Pseudomonas aeruginosa. U 5 chorych występowały w jednym badaniu dwa różne szczepy, tj. charakteryzujące się innym antybiotypem i tymi samymi różnicami w antybiogramie. W 3 przypadkach różnica dotyczyła wrażliwości na ciprofloksacynę. Prawdopodobnie szczep początkowo wrażliwy na ciprofloksacynę uległ mutacji i część populacji była już oporna. W 2 przypadkach szczepy różniły się wrażliwością na beta-laktamy (u 1 chorego różna wrażliwość na tikarcylinę, u 1 chorego na amoksycylinę z kwasem klawulanowym). Z 30 badań, w których czynnikiem etiologicznym zakażenia był Pseudomonas aeruginosa w 2005 roku było 5 wymazów od 5 chorych, w 2006 roku 12 wymazów od 12 chorych, a w 2007 roku 13 od 11 chorych. U jednego chorego dodatnie posiewy z Pseudomonas aeruginosa występowały w kolejnych latach; we wszystkich badaniach szczep miał identyczny wzór wrażliwości. W roku 2005 pobrano mniejszą liczbę wymazów z uszu niż w latach 2006 i 2007, niemniej odsetek Pseudomonas aeruginosa oscyluje mniej więcej na podobnym poziomie (tab.1). Kolejnym etapem naszej pracy była analiza antybiotykooporności pałeczek ropy błękitnej wyhodowanych z materiałów pobranych z uszu. Oceniono wrażliwość Pseudomonas aeruginosa na antybiotyki w poszczególnych latach bez względu na rodzaj materiału, z jakiego Pseudomonas aeruginosa wyhodowano. Dla poszczególnych leków wrażliwość kształtowała się następująco: dla imipenemu wrażliwość szczepów była znacznie wyższa w roku 2007 niż w 2005 (96% vs. 83%); podobnie dla piperacyliny z tazobactamem większa była wrażliwość w 2007 r. (96% vs. 83%). Dla ciprofloksacyny oporność minimalnie wzrosła z 11% w 2005 do 15% w 2007 roku. Dla cefepimu wrażliwość wzrosła z 78% w 2005 do 85% w 2007 roku. Porównano też wrażliwość Pseudomonas aeruginosa dla materiałów wyhodowanych z ucha i pozostałych materiałów (innych niż ucho). Dla ciprofloksacyny: z ucha 100% szczepów w 2007 roku było wrażliwych, a w 2005 tylko 86%. Dla materiałów innych niż ucho wrażliwość na ciprofloksacynę spadła z 91% w 2005 roku do 67% w 2007 roku. Spośród 27 chorych z zakażeniem ucha o etiologii Pseudomonas aeruginosa u 16 wyciek ustąpił po zabiegu chirurgicznym i okołooperacyjnej antybiotykoterapii. U 13 wykonano kontrolny posiew 10 pacjentów po wypisie ze szpitala kontrolowano w poradni przyklinicznej, 2 jeszcze podczas hospitalizacji, a 1 zarówno w czasie pobytu w szpitalu (wielokrotna hospitalizacja), jak i po wypisaniu, w warunkach ambulatoryjnych. 11 wymagało dalszej kontroli i monitorowania mikrobiologicznego. W okresie analizowanych 3 lat stwierdzono, że 11 chorych z zakażeniami leczonych było zarówno w poradni przyklinicznej, jak i następnie w szpitalu (2005 4 chorych, w 2006 5, w 2007 2). W grupie leczonej ambulatoryjnie 1 pacjent był kierowany na badanie mikrobiologiczne 4-krotnie, 2 chorych dwukrotnie, a u 8 pobrano jeden materiał. U tych 11 chorych monitorowanych mikrobiologicznie podczas hospitalizacji, jak i w poradni oporność kształtowała się w następujący sposób: u 3 chorych we wszystkich badaniach wyhodowano szczepy bez zmian wzoru oporności; u 3 w kolejnych badaniach występowała infekcja innym szczepem tego samego gatunku. U 4 chorych zauważono narastanie oporności na aztreonam. W 2 przypadkach szczepy początkowo wrażliwe na ceftazydym i cefepim, w kolejnych badaniach były już tylko średnio wrażliwe na te antybiotyki, co świadczy o narastaniu oporności. U 1 pacjenta zauważono zmianę wrażliwości na ciprofloksacynę: w 4 pierwszych badaniach szczep był oporny na ciprofloksacynę, a w ostatnim badaniu pojawiła się wrażliwość. Prawdopodobnie wcześniej u chorego stosowano empirycznie ciprofloksacynę, gdy po wykonaniu antybiogramu okazało się, że szczep jest oporny, zastosowano inne antybiotyki. Po pewnym czasie wrażliwość na ciprofloksacynę pojawiła się. Taki mechanizm jest wykorzystywany w niektórych szpitalach, w których stosuje się antybiotyki w sposób rotacyjny. PODSUMOWANIE Wrażliwość szczepów bakteryjnych na antybiotyki zmienia się na przestrzeni czasu, co wymaga bacznego monitorowania przez pracownie bakteriologiczne współpracujące z daną jednostką organizacyjną: kliniką, oddziałem, poradnią. Wiąże się to z koniecznością prowadzenia antybiotykoterapii pod pełną kontrolą, po dokładnym zdefiniowaniu wskazań na podstawie znajomości najczęściej występujących patogenów i ich wrażliwości. W Klinice Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej w Poznaniu ustalono listę antybiotyków, które stosuje się w profilaktyce okołooperacyjnej, w leczeniu empirycznym oraz w leczeniu zakażeń w terapii celowanej, zgodnie z antybiogramem. Badania bakteriologiczne prowadzone w przewlekłym zapaleniu ucha środkowego z wyciekiem pozwalają na celowaną selekcję antybiotyku i są obec- Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 5 595
H. Tomczak i inni nie złotym standardem postępowania, zwłaszcza że u podłoża uporczywego ropotoku może leżeć zakażenie florą mieszaną. W literaturze przedmiotu jako najczęstsze patogeny wymieniane są Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus [13], co potwierdzają badania własne. Należy pamiętać, że w trakcie leczenia często dochodzi do eradykacji szczepu patogennego, natomiast niszę po usuniętym drobnoustroju zasiedlają inne drobnoustroje bądź to ze środowiska szpitalnego (zakażenie egzogenne), bądź własne szczepy, których chory był nosicielem (zakażenie endogenne). Nadkażenie florą bakteryjną saprofitującą na skórze przewodu słuchowego zewnętrznego: Staphylococcus epidermidis, Sauricularis, Scapitis czy Corynebacterium, jest jednak stosunkowo rzadkie, natomiast przy utrzymującym się wycieku z ucha dominuje kolonizacja szczepami szpitalnymi, w tym najczęściej Pseudomonas aeruginosa, co potwierdzają badania innych autorów [13]. W lecznictwie otwartym, na pierwszej wizycie w poradni, niezwykle rzadko pobiera się wymaz, najczęściej jako leczenie pierwszego rzutu stosuje się terapię empiryczną. Zlecane są na ogół antybiotyki o szerokim spektrum działania, w postaci doustnej np. amoksycylina z kwasem klawulanowym, kotrimoksazol, cefalosporyny II generacji, makrolidy, tetracykliny. Jednak żaden z wymienionych, najczęściej stosowanych leków, nie jest skuteczny przeciwko Pseudomonas aeruginosa. Co więcej, gdy chory pierwotnie jest nosicielem tego patogenu, po podaniu jednego z wymienionych antybiotyków może dojść do przejścia stanu nosicielstwa w czynne zakażenie. Pseudomonas aeruginosa jest drobnoustrojem wyróżniającym się mieszanym charakterem oporności, zarówno opornością naturalną, jak i nabytą. W toku analizy odnotowano wzrost oporności tego patogenu na leki często używane (ciprofloksacyna, chinolony). Ciprofloksacyna jest antybiotykiem powszechnie stosowanym, występuje w postaci dożylnej i doustnej, co pozwala prowadzić u chorych terapię sekwencyjną. Chinolony są grupą leków, na które oporność narasta najszybciej [2, 4, 11]. Zauważono natomiast wzrost wrażliwość na antybiotyki drogie, stosowane pod wzmożoną kontrolą apteki szpitalnej i zamawiane na recepty indywidualne. Wrażliwość na ceftazydym, imipenem i cefepim wzrosła w roku 2007 w porównaniu z rokiem 2005, prawdopodobnie dzięki nadzorowi nad zlecaniem tych antybiotyków. Pseudomonas aeruginosa wyhodowane z wycieków z ucha od chorych leczonych w tutejszej Klinice i analizowane w przedstawionym materiale są nadal wrażliwe na aminoglikozydy, być może dlatego, że antybiotyki te ze względu na swoją ototoksyczność stosowane są przez laryngologów z wielką ostrożnością. Natomiast w przypadku ceftriaksonu stwierdzono, że aż 60% szczepów jest na niego oporna, dlatego nie powinno się go stosować w terapii empirycznej w naszej jednostce. Jest zalecany tylko w terapii celowanej, po otrzymaniu antybiogramu. U 2 chorych wyhodowano szczepy Pseudomonas aeruginosa oporne na karbapenemy. U 1 pacjenta zauważono zmianę wrażliwości na ciprofloksacynę: pomimo pierwotnej oporności wykazanej w 4 posiewach w ostatnim badaniu pojawiła się wrażliwość. Ta obserwacja potwierdza przydatność rotacyjnego stosowania antybiotyków na oddziałach szpitalnych, gdyż po wielokrotnym przepasażowaniu szczepu, wrażliwość na dane antybiotyki po pewnym czasie powraca. Podsumowując, Pseudomonas aeruginosa jest najczęstszym czynnikiem etiopatogenetycznym zakażeń w przewlekłym zapaleniu ucha środkowego z wyciekiem, patogenem trudnym do eradykacji ze względu na obfitą proliferację i niskie wymagania siedliskowe, zróżnicowaną indywidualnie oporność, nabywanie oporności w toku leczenia oraz powszechnie obserwowany spadek wrażliwości na chinolony. Powyższe badania sugerują, że badanie bakteriologiczne powinno być wykonywane przed wdrożeniem antybiotykoterapii empirycznej. PIŚMIENNICTWO 1. Bartlett JG (redaktor naukowy wydania polskiego: Tomasiewicz K.) Leczenie chorób infekcyjnych Wydawnictwo Czelej Sp. z o.o. 2006. 2. Dzierżanowska D. Antybiotykooporne bakterie w szpitalu; Nowa Medycyna nr 16/97. 3. Dzierżanowska D. Antybiotykoterapia praktyczna; a-medica press 2001. 4. Dzierżanowska D. Leczenie zakażeń szpitalnych; a-medica press 2007. 5. Dzierżanowska D. Patogeny zakażeń szpitalnych; a-medica press 2007. 6. Dzierżanowska D. Zasady stosowania antybiotyków w leczeniu zakażeń bakteryjnych. Stand Med., 2003, 10: 1292-1305 7. Hryniewicz W. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki NIZP 2006. 8. Jabłoński L. Podstawy mikrobiologii lekarskiej; PZWL 1986. 9. Kenneth Todar University of Wisconsin-Medison Departament of Bacteriology Pseudomonas aeruginosa; Todar's Online Textbook of Bacteriology 2008. 10. Kędzia W. Diagnostyka mikrobiologiczna w medycynie; PZWL 1990. 596 Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 5
Narastanie oporności Pseudomonas aeruginosa 11. Lambert HP, O'Grady F.W. Antybiotyki i chemioterapia; WM 1994. 12. Sundström J, Agrup C, Kronvall G, Wretlind B. Pseudomonas aeruginosa adherence to external auditory canal epithelium. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1997 Dec;123(12): 1287 1292. 13. Yeo SG, Park DC, Hong SM, Cha CI, Kim MG. Bacteriology of chronic suppurative otitis media-a multicenter study. Acta Otolaryngol 2007;127(10): 1062-1067. 14. Zaremba ML, Borowski J. Mikrobiologia lekarska; PZWL 1994. 15. Zaremba ML, Borowski J. Mikrobiologia lekarska; PZWL 1997. Adres autora: Hanna Tomczak Centralne Laboratorium Mikrobiologiczne Szpitala Klinicznego im. H. Święcickiego ul. Przybyszewskiego 49 60-355 Poznań Pracę nadesłano: 10.04.2008 r. Zaakceptowano do druku: 20.06.2008 r. Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 5 597