MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2012, 64: 245-253 Zakażenia Candida oraz Aspergillus w świetle nowej listy czynników alarmowych na przykładzie Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego nr 1 w Łodzi Candida and Aspergillus infections in the light of a new list of alarm factors on the example of the Lodz Medical University Hospital No. 1 Ewa Tyczkowska-Sieroń 1, Anna Bartoszko-Tyczkowska 2 1 Zakład Biologii Środowiskowej, Katedra Nauk Podstawowych i Przedklinicznych, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 2 Pracownia Mikrobiologii, Uniwersytecki Szpital Kliniczny nr 1 im. N. Barlickiego w Łodzi W pracy dokonano analizy zakażeń grzybiczych w USK nr 1 w Łodzi z lat 2009-2011w odniesieniu do nowej Listy Czynników Alarmowych. Wykazano stały wzrost zakażeń Candida sp. opornych na flukonazol. Stwierdzono różnice w udziale tych zakażeń w zależności od terapii flukonazolem. Zakażenia Aspergillus sp. były natomiast na stałym, niskim poziomie. Powyższe wyniki potwierdziły przydatność monitorowania zakażeń grzybiczych. Słowa kluczowe: lista czynników alarmowych, zakażenia grzybicze, Candida albicans, Candida non albicans, Aspergillus, flukonazol ABSTRACT Introduction. In 2011, the Polish Ministry of Health introduced Candida sp. resistant to fluconazole and Aspergillus sp. to the list of Alarm Factors as alert pathogens. The purpose of this paper is to confirm the validity of continuous monitoring of fungal infections caused by the pathogens mentioned above. The role of fluconazole therapy in the Candida sp. infections is also discussed. The analysis of the fungal infections is performed based on the results obtained in the University Clinic Hospital (UCH) No. 1 in Lodz in 2009-2011. Methods. The swabs were plated on Sabouraud s agar. Body fluids and blood were incubated in an automated system Bactec 9050. Yeast ID Phoenix BD panels were used to determine the species of fungi. In turn, antimicrobial susceptibility testing was carried out by E-tests (biomerieux). Results. In the analysis of fungal infections occurring among patients in the UCH No. 1 in
246 E. Tyczkowska-Sieroń, A. Bartoszko-Tyczkowska Nr 3 Lodz in 2009-2011, C. albicans, C. non-albicans and Aspergillus sp. infections are taken into account. This analysis is performed based on relations of the number of infections (per 100 patients) versus six-month periods. As one can see in Fig. 1, a clear, linear and statistically significant increase in the number of C. albicans and C. non-albicans infections is observed throughout the entire time period under discussion. On the other hand, the number of Aspergillus sp. infections remains at an almost constant low level. The more detailed analysis of fungal infections in the different hospital units, which are particularly exposed to this type of infections (Figs. 2 6), shows that there is a clear correlation between the number of C. non-albicans infections and the frequency of therapy with fluconazole. Conclusions. The results presented in this paper show in the example of the UCH No. 1 in Lodz that the number of infections caused by C. albicans and C. non-albicans resistant to fluconazole is clearly increasing in a hospital environment in recent years, which is a great clinical problem. Although the number of Aspergillus sp. infections is relatively much lower in comparison to that of Candidia sp., these infections also constitute a problem of clinical importance. In light of the presented analysis, it should be assessed positively the fact that Candida sp. resistant to fluconazole and Aspergillus sp. are considered to be alert pathogens that require the continuous monitoring. Key words: list of alarm factors, fungal infections, Candida albicans, Candida non-albicans, Aspergillus, fluconazole WSTĘP Ministerstwo Zdrowia 23 grudnia 2011 roku przedstawiło nową Listę Czynników Alarmowych (Dziennik Ustaw Nr 294; poz. 1741) dotyczącą drobnoustrojów uznawanych za alert patogeny. W przypadku wykrycia któregoś z nich należy na wyniku mikrobiologicznym raportować jego obecność. Nowością dyskutowaną w środowisku mikrobiologów i lekarzy jest obecność na tej liście patogenów grzybiczych: Candida sp. opornej na flukonazol oraz Aspergillus sp. Nie sprecyzowano, czy chodzi tu o oporność naturalną dotyczącą gatunku C. glabrata i C. krusei, gdzie flukonazol selekcjonuje je, czy też chodzi o oporność nabytą na skutek nadużywania tego leku w terapiach osłonowych lub terapiach empirycznych bez sprawdzania wrażliwości szczepu (3). Oporność nabyta dotyczy przede wszystkim gatunku C. albicans. Flukonazol należący do leków przeciwgrzybiczych z grupy azoli stosowany jest w leczeniu zakażeń układowych oraz profilaktyce. Miejscem docelowym działania jest błona komórkowa grzybów, a szczególnie enzymy biorące udział w biosyntezie ergosterolu. Azole hamują zależną od cytochromu P-450 desmetylazę powodującą transformację lanosterolu w ergosterol. Syntezę enzymu determinują geny ERG11. Mutacje punktowe genu prowadzą do syntezy zmienionego enzymu, który traci swoje właściwości biologiczne, a szczep kliniczny grzyba staje się oporny na flukonazol. Innym mechanizmem oporności Candida na flukonazol jest aktywne usuwanie leku z komórki, a geny odpowiedzialne za ten mechanizm zlokalizowane są w chromosomie komórki grzyba (5). Empiryczna terapia flukonazolem prowadzi też do selekcji oraz namnożenia gatunków o obniżonej wrażliwości na flukonazol, jak C. parapsilosis czy C. tropicalis.
Nr 3 Zakażenia Candida i Aspergillus 247 W USK nr 1 w Łodzi analizowano zależność między liczbą zakażeń wywołanych przez Candida non-albicans, a zużyciem flukonazolu. Od 2004 roku ograniczono zużycie flukonazolu wyłącznie do celów terapeutycznych wyłączając go z profilaktyki. Badania zależności pomiędzy tymi parametrami wskazały na korelację o bardzo wysokiej istotności w przesunięciu czasowym o 0,5 roku. Wpływ zmian w użyciu flukonazolu ujawnia się jako zmiana liczby zakażeń C. non-albicans dopiero po okresie półrocznym (14). Według najnowszych danych w przypadku fungemii wywołanej drożdżakami z rodzaju Candida na całym świecie dominuje C. albicans ok. 40-50% przypadków. Drugim gatunkiem jest C. parapsilosis 30-40%, następnie C. glabrata ok. 10-20%, C. tropicalis 5-10% (9). W ostatnich latach obserwuje się jednak w kandydozach zwiększenie udziału gatunków określonych jako Candida non-albicans. Zakażenia Candida przeważnie są zakażeniami endogennymi (7). Jeżeli zakażenie występuje jako egzogenne, winę za to najczęściej ponosi personel szpitala (12). Pomimo wprowadzenia nowych, skutecznych leków przeciwgrzybiczych śmiertelność związana z inwazyjną kandydozą jest duża i mieści się w zakresie od 25 do 40% przypadków (2,13). Drugim z umieszczonych na Liście Czynników Alarmowych patogenów grzybiczych jest Aspergillus sp. Grzyby pleśniowe z rodzaju Aspergillus (A. fumigatus, A. nidulans, A. flavus, A. niger) są drugą pod względem częstości po grzybach z rodzaju Candida grupą patogenów wywołujących inwazyjne grzybice układowe. Zakażenia należą do egzogennych, dochodzi do nich głównie przez inhalację zarodników do zatok przynosowych, dalej do płuc (6). Patogenność Aspergillus sp. determinują lipidy, związki fenolowe oraz aflatoksyny i glikotoksyny hamujące fagocytozę i działające immunosupresyjnie. Rozprzestrzeniający się w tkance płucnej grzyb uszkadza ją. Sprzyja to rozsiewowi go drogą krwi do przewodu pokarmowego, szpiku kostnego, gałki ocznej, mózgu i innych narządów (4). W odniesieniu do miejsca zakażenia aspergilloza płuc pozostaje główną klinicznie postacią zakażenia. Inwazyjna aspergilloza jest najczęstszym powikłaniem grzybiczym u chorych na złośliwe nowotwory układu krwiotwórczego (10). Występuje poza tym u chorych z długotrwałą neutropenią, po przeszczepieniu macierzystych komórek hematopoetycznych, po przeszczepieniu narządów miąższowych (szczególnie płuc), z zaawansowanym zespołem AIDS. Śmiertelność spowodowana aspergillozą inwazyjną w Europie i USA zwiększyła się w ostatnich latach kilkukrotnie, co ustalono na podstawie analizy wyników badań sekcyjnych. Aspergilloza jest coraz częściej rozpoznawana także u chorych z mniej nasilonym upośledzeniem odporności. Występuje u chorych na gruźlicę, ropień płuca, cukrzycę oraz przewlekłą, obturacyjną chorobę płuc. Może również wystąpić u wcześniaków, u których najczęstszą lokalizacją zakażenia jest skóra. Lekiem pierwszego wyboru w leczeniu aspergillozy inwazyjnej jest worykonazol. Zgodnie z wytycznymi ECIL i IDSA uznawany jest za złoty standard leczenia (8). Dla optymalnego wyboru leku przeciwgrzybiczego konieczne jest określenie gatunku grzyba oraz oznaczenie aktywności przeciwgrzybiczej z oznaczeniem MIC w warunkach in vitro (1). Celem niniejszej pracy jest była ocena przydatności monitorowania zakażeń grzybiczych wywołanych przez szczepy patogenne uznane obecnie za alert patogeny. Ma to szczególne znaczenie w przypadku zakażeń spowodowanych przez Candida oporną na flukonazol, których liczba systematycznie rośnie wśród hospitalizowanych pacjentów. Analizę zakażeń
248 E. Tyczkowska-Sieroń, A. Bartoszko-Tyczkowska Nr 3 grzybiczych przedstawiono w oparciu o wyniki uzyskane w USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011. MATERIAŁ I METODY Do badań mikrobiologicznych przesyłano z oddziałów następujący materiał: krew, płyn mózgowo-rdzeniowy, końcówki cewników, materiał z dolnych dróg oddechowych, mocz, wymazy z ran oraz odleżyn. Przy opracowaniu danych uwzględniono wyniki dotyczące pojedynczego badania danego materiału od poszczególnego pacjenta. W omawianym okresie wykryto 702 zakażenia grzybicze. Rozkład tych zakażeń z punktu widzenia pobranego materiału przedstawia się następująco: krew 58, płyn mózgowo-rdzeniowy 8, końcówki cewników 112, dolne drogi oddechowe 163, mocz 208 oraz wymazy 142. Krew oraz płyny ustrojowe inkubowano w automatycznym aparacie do posiewu krwi BACTEC 9050 na podłożu Mycosis-IC/F Culture Vials. Pozostałe materiały były wysiewane na podłożu Sabourand agar, zgodnie z wytycznymi Konsultanta Krajowego (11). Gatunki grzybów oznaczano za pomocą paneli Yeast ID Phoenix BD. Lekowrażliwość oceniano przy użyciu E-testów firmy BioMerieux. Analizę statystyczną wykonano stosując program PQStat 1.4.2 (15). WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Analizę zakażeń grzybiczych wykonano uwzględniając zakażenia Candida albicans, Candida non-albicans oraz Aspergillus sp. Do rozpatrywanej grupy C. non-albicans zaliczono C. glabrata i C. krusei oporne na flukonazol oraz C. parapsilosis i C. tropicalis o obniżonej wrażliwości na flukonazol. Badania zmian zakażeń grzybiczych w czasie wykonano na podstawie zależności liczby zakażeń Candida albicans oraz Candida non-albicans (w przeliczeniu na 100 pacjentów) w funkcji półrocznych okresów od 2009 do 2011 roku. Badano korelacje liniowe obserwowanych zmian oraz ustalano ich statystyczną istotność wyznaczając współczynniki regresji (b) i komputerowe poziomy istotności (p). Wartości współczynników regresji porównywano stosując test t do sprawdzenia równości między tymi współczynnikami. Rycina 1 przedstawia zmiany liczby zakażeń wywołanych przez Candida albicans, Candida non-albicans oraz Aspergillus sp. w funkcji czasu. Widoczny jest wyraźny, liniowy, statystycznie istotny wzrost liczby zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans. W całym badanym okresie czasu wzrost ten wynosił około 30% i 60%, odpowiednio dla C. albicans i C. non-albicans. W przypadku Aspergillus sp. zmiany liczby zakażeń w czasie są nieistotne statystycznie. Można uznać, że poziom zakażeń w badanym okresie czasu był stały i utrzymywał się na niskim poziomie. Zakażenia Aspergillus sp. stanowiły około 2 3% ogólnej liczby zakażeń grzybiczych (Ryc.1). Powyższy wynik wskazuje, że problem zakażeń grzybiczych, zwłaszcza Candida sp. opornej na flukonazol słusznie został zauważony, co zostało odnotowane w Liście Czynników Alarmowych z grudnia 2011 roku. W celu dokonania bardziej szczegółowej analizy zmian liczby zakażeń grzybiczych wykonano badania tych zmian w wybranych oddziałach USK nr 1 w Łodzi, których pacjenci
Nr 3 Zakażenia Candida i Aspergillus 249 Ryc. 1. Liczba zakażeń C. albicans, C. non-albicans oraz Aspergillus sp. u pacjentów USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011. są szczególnie narażeni na te zakażenia. Należy dodać, że na oddziały te trafiają chorzy z ciężką chorobą podstawową oraz powikłaniami z nią związanymi. Wykonana analiza zakażeń dotyczy izolatów grzybiczych Candida albicans oraz Candida non-albicans pochodzących od pacjentów oddziałów Laryngologii, Nefrologii, Chirurgii, Neurochirurgii oraz Intensywnej Terapii (OIT). Uzyskane wyniki dla poszczególnych oddziałów przedstawiają się następująco: Oddział Laryngologii na oddziale tym widoczny jest bardzo znaczny, liniowy, statystycznie jednakowy wzrost liczby zakażeń wywołanych przez C. albicans oraz C. non- -albicans (Ryc. 2). Pacjenci przebywają na oddziale na ogół krótko, zakażenia te należy Ryc. 2. Liczba zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans u pacjentów Oddziału Laryngologii USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011.
250 E. Tyczkowska-Sieroń, A. Bartoszko-Tyczkowska Nr 3 więc traktować jako endogenne. Wynik ten wskazuje jednoznacznie na stały wzrost udziału Candida sp. opornej na flukonazol w populacji. Oddział Nefrologii w tym przypadku widoczny jest jedynie wzrost zakażeń wywołanych przez C. non-albicans (Ryc. 3). Dotyczy to przede wszystkim pacjentów tego oddziału Ryc. 3. Liczba zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans u pacjentów Oddziału Nefrologii USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011. poddanych przeszczepowi nerek. Flukonazol podawany był tym pacjentom w profilaktyce. Zakażenia C. albicans są na stałym poziomie. Oddział Chirurgii sytuacja podobna jest tu do sytuacji na Oddz. Nefrologii. Obserwowany jest wzrost zakażeń C. non-albicans przy stałym poziomie zakażeń C. albicans (Ryc. 4). Wynikać to może z faktu, że oddziały te mają wspólnych pacjentów. Na Oddz. Chirurgii wykonywane są między innymi zabiegi przeszczepów nerek. Następnie pacjenci Ryc. 4. Liczba zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans u pacjentów Oddziału Chirurgii USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011.
Nr 3 Zakażenia Candida i Aspergillus 251 ci trafiają na Oddz. Nefrologii w celu dalszej terapii. Podawany w celach profilaktycznych flukonazol przyczynia się do selekcji i wzrostu zakażeń C. non-albicans. Szybkość wzrostu tych zakażeń (wyrażona wartościami współczynnika b) na obydwu oddziałach statystycznie jest jednakowa. Oddział Neurochirurgii charakteryzuje się on bardzo małą liczbą zakażeń grzybiczych, zarówno C. albicans, jak i C. non-albicans (Ryc. 5). Brak jest w zasadzie w tym przypadku statystycznie istotnej korelacji pomiędzy liczbą tych zakażeń a czasem, można jednak wskazać tendencję spadkową zmierzającą do zerowej liczby zakażeń. Pacjenci tego oddziału Ryc. 5. Liczba zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans u pacjentów Oddziału Neurochirurgii USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011. na ogół nie otrzymują profilaktyki przeciwgrzybiczej. Należy też podkreślić dużą dbałość personelu o oddział. Zlecanych jest tam najwięcej badań czystościowych (wymazów ze Ryc. 6. Liczba zakażeń C. albicans oraz C. non-albicans u pacjentów OIT USK nr 1 w Łodzi w latach 2009-2011.
252 E. Tyczkowska-Sieroń, A. Bartoszko-Tyczkowska Nr 3 środowiska) oraz najwięcej wymazów na nosicielstwo alert patogenów w pierwszym dniu pobytu pacjenta w szpitalu. Oddział OIT na oddziale tym obserwowany jest wyraźny wzrost zakażeń C. albicans przy jednocześnie stałym poziomie zakażeń C. non-albicans (Ryc. 6). Chorzy tego oddziału leczeni są często wysokimi dawkami antybiotyków przeciwbakteryjnych o szerokim spektrum działania, co skutkuje wzrostem zakażeń C. albicans jako zakażeń endogennych. Stały poziom zakażeń wywołanych C. non-albicans odzwierciedla natomiast zależność obecności C. non-albicans od terapii lekami z grupy azoli, do których należy flukonazol. Ograniczenie empirycznego podawania flukonazolu przestrzegane jest na tym oddziale od 2004 roku, o czym wspomniano we Wstępie. Wyniki z Oddz. Neurochrurgii oraz OIT potwierdzają potrzebę ograniczenia używania flukonazolu w profilaktyce. Należy jednocześnie stworzyć i przestrzegać dobry program kontroli zakażeń w szpitalach. PODSUMOWANIE W pracy wykazano wzrost liczby zakażeń grzybiczych wśród hospitalizowanych pacjentów na przykładzie USK nr 1 w Łodzi. Dotyczy to zarówno zakażeń C. albicans opornej na flukonazol (lek z grupy azoli), jak też C. non-albicans opornych na ten lek. Analiza tych zakażeń na poszczególnych oddziałach wykazała różnice dotyczące udziału C. non-albicans zależne od terapii flukonazolem. Na oddziałach Chirurgii i Nefrologii, gdzie jest większe zużycie flukonazolu (podawany jest w profilaktyce pacjentom po przeszczepach nerek), występuje wyraźny wzrost zakażeń z udziałem C. non-albicans. W konsekwencji rośnie też oporność na inne leki z grupy azoli. Przy oporności na azole trzeba sięgać po leki takie, jak kandyny czy triazole, co znacznie podnosi koszty leczenia. Trudniejsza jest także eradykacja tych drobnoustrojów z ogniska zakażenia. Odnośnie Aspergillus sp. odnotowano niewielka liczbę tych zakażeń. Istnieje jednak problem klinicznej wagi tych zakażeń. W świetle powyższych rozważań należy pozytywnie ocenić fakt, że problem zakażeń grzybiczych został zauważony i będzie monitorowany. Należy udoskonalić i przestrzegać procedur zapobiegających rozprzestrzenianiu się ognisk grzybiczych wśród hospitalizowanych pacjentów. PIŚMIENNICTWO 1. Cheng MF, Yang YL, Yao TJ I inni. Risk factors for fatal candidemia caused by Candida albicans and non-albicans Candida species. BMC Infect Dis 2005; 5 (22): 1-5. 2. Dzierżanowska D. Przełom w leczeniu ciężkich zakażeń grzybiczych. Zakażenia 2002; 1/2: 34-8. 3. Dzierżanowska D, Dąbkowska M, Garczewska B. Grzybice narządowe. Patomechanizm, diagnostyka mikologiczna i leczenie. Medycyna Praktyczna. Kraków 2003. 4. Dzierżanowska D. Grzybice układowe. Standardy medyczne 2004; 6 (12): 105-10. 5. Dzierżanowska D. Postępy w leczeniu inwazyjnych zakażeń grzybiczych. Standardy medyczne 2004; 6 (12): 111-20.
Nr 3 Zakażenia Candida i Aspergillus 253 6. Dzierżanowska D. Leki przeciwgrzybicze stosowane w leczeniu grzybic układowych. W: Zakażenia grzybicze - wybrane zagadnienia. Red. D. Dzierżanowska, α-medica press, Bielsko-Biała 2006, 92-125. 7. Gierdys-Kalemba S, Szymaniak L, Stelmarska-Dworak E. Niektóre aspekty diagnostyki oportunistycznych zakażeń grzybiczych. W: Postępy w medycynie zakażeń. Red. W. Hryniewicz, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego, Warszawa 2006, 91-6. 8. Herbrecht R, Denning DW, Patterson TF i inni. Voriconazole versus Amphotericin B for Primary Therapy of Invasive Aspergillosis. N Engl J Med 2002; 347:408-15. 9. Krzyściak P, Skóra M, Macura AB. Atlas grzybów chorobotwórczych człowieka. MedPharm Polska. Wrocław 2011, 148-9. 10. Pagano L, Caira M, Candoni A i inni. Invasive aspergillosis in patients with acute myeloid leukemia: a SEIFEM-2008 registry study. Haematol 2010; 95 (4): 644-50. 11. Przondo-Mordarska A. Procedury diagnostyki mikrobiologicznej w wybranych zakażeniach układowych. Continuo. Wrocław 2004. 12. Segal BH. Aspergillosis. N Engel J Med 2009; 360:1870-84. 13. Tadeusiak B, Staniszewska M. Wrażliwość Aspergillus niger na niektóre grupy preparatów dezynfekcyjnych - porównanie nośnikowych metod badania. Mikrobiol Med 2004; 38: 24 8. 14. Tyczkowska-Sieroń E, Bartoszko-Tyczkowska A, Gaszyński W. Wpływ antybiotykoterapii na zakażenia grzybicze u pacjentów Oddziału Intensywnej Terapii. Mikol Lek 2007; 14 (4): 233-6. 15. www. pqstat.pl Otrzymano: 8 VII 2012 r. Adres Autora: 90-647 Łódź, Plac Hallera 1, Zakład Biologii Środowiskowej, Katedra Nauk Podstawowych i Przedklinicznych, Uniwersytet Medyczny w Łodzi