MED. DOŚW. MIKROBIOL., 20, 63: 55-62 Patrycja Zalas-Więcek, Anna Michalska, Barbara Sielska, Eugenia Gospodarek Wrażliwość pałeczek Morganella morganii na antybiotyki Katedra i Zakład Mikrobiologii Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu dr hab. E. Gospodarek, prof. UMK Celem pracy była ocena wrażliwości pałeczek Morganella morganii na antybiotyki i chemioterapeutyki. Badaniem objęto 50 szczepów wyosobnionych z materiału klinicznego. Wszystkie szczepy były wrażliwe na karbapenemy i piperacylinę z tazobaktamem, a większość na pozostałe antybiotyki beta- -laktamowe, aminoglikozydy i fluorochinolony. Oporność na tetracyklinę wykazało 38,0% szczepów, a na doksycyklinę 40,0%. Spośród 6. szczepów izolowanych z moczu był wrażliwy na nitrofurantoinę. Enzymy o rozszerzonym spektrum substratowym typu ESβL wytwarzało 5 (0,0%) szczepów. Bakterie gatunku M. morganii to Gram-ujemne pałeczki należące wraz z rodzajami Proteus i Providencia do trybu Proteae rodziny Enterobacteriaceae (, 0). Występują powszechnie w przyrodzie. Mogą stanowić naturalną mikroflorę przewodu pokarmowego ssaków oraz gadów (6, 8, 5, 7). Pałeczki M. morganii należą do drobnoustrojów o niskiej inwazyjności. Rzadko wywołują zakażenia u zdrowych ludzi, jednak mogą stać się przyczyną oportunistycznych zakażeń szpitalnych o ciężkim przebiegu i wysokiej śmiertelności (3, 4, 9). Najczęściej związane są z zakażeniami układu moczowego, bakteriemią (sepsą) oraz zakażeniami ran pooperacyjnych (6, 2). Pałeczki Morganella sp. charakteryzują się zróżnicowaną wrażliwością na antybiotyki i chemioterapeutyki (6, 8). Wykazują wrażliwość na cefalosporyny III i IV generacji (mogą występować szczepy oporne wytwarzające chromosomalną cefalosporynazę AmpC), monobaktamy, karbapenemy oraz aminoglikozydy, fluorochinolony i chloramfenikol (5, 8). Celem pracy była ocena lekowrażliwości oraz częstości występowania enzymów o rozszerzonym spektrum substratowym typu ESβL u pałeczek M. morganii izolowanych z materiału klinicznego od chorych hospitalizowanych. MATERIAŁ I METODY Materiał do badań stanowiło 50 szczepów M. morganii pochodzących z materiału klinicznego, izolowanych w latach 2008-2009 w Katedrze i Zakładzie Mikrobiologii Szpitala Uniwersyteckiego nr im. dr A. Jurasza w Bydgoszczy, Collegium Medicum im. L. Rydy-
56 P. Zalas-Więcek i inni Nr 2 giera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Każdy szczep pochodził od innego chorego. Pochodzenie szczepów przedstawiono w tabelach I i II. Tabela I. Pochodzenie szczepów M. morganii Jednostka zlecająca badanie Liczba szczepów (n= 50) Odsetek szczepów [%] Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii z Oddziałem Anestezjologii i Intensywnej Terapii Dziecięcej Dziecięcej 9 8,0 Klinika Chirurgii Ogólnej i Naczyń 9 8,0 Klinika Chirurgii Ogólnej i Endokrynologicznej 6 Klinika Transplantologii i Chirurgii Ogólnej 5 0,0 Klinika Otolaryngologii 3 6,0 Klinika Urologii Ogólnej, Onkologicznej i Dziecięcej 2 4,0 Klinika Chirurgii Dziecięcej 2 4,0 Klinika Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu 2 4,0 Klinika Rehabilitacji 2 4,0 Klinika Neurochirurgii i Neurotraumatologii Klinika Kardiochirurgii Klinika Kardiologii i Chorób Wewnętrznych Klinika Neurologii Klinika Pediatrii Hematologii i Onkologii Klinika Nefrologii, Nadciśnienia Tętniczego i Chorób Wewnętrznych ze Stacją Dializ Klinika Pediatrii Alergologii i Gastroenterologii Klinika Chirurgii Plastycznej Wojewódzki Szpital Obserwacyjno-Zakaźny w Bydgoszczy Szpital Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Administracji w Bydgoszczy Przechowywanie szczepów. Szczepy przechowywano w temperaturze -80 C w płynnym podłożu tryptozowo-sojowym (Tryptic Soy Broth, Becton Dickinson) z dodatkiem 5% glicerolu (Polskie Odczynniki Chemiczne). I d e n t y f i k a c j a. Identyfikację szczepów M. morganii do gatunku przeprowadzono na podstawie oceny morfologii kolonii na podłożu MacConkey Agar (Becton Dickinson) oraz wyników reakcji biochemicznych ujętych w testach ID 32E (biomérieux). Ocena wrażliwości na antybiotyki i chemioterapeutyki. Wrażliwość pałeczek M. morganii na antybiotyki oznaczano metodą krążkowo-dyfuzyjną na podłożu Mueller Hinton II Agar (Becton Dickinson) zgodnie z zaleceniami Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) i Krajowego Ośrodka Referencyjnego ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów (KORLD) (4, 7, 9). Stosowano krążki z następującymi antybiotykami i chemioterapeutykami: piperacylina (00 μg), piperacylina z tazobaktamem (00/0 μg), tikarcylina z kwasem klawulanowym (75/0 μg), cefoperazon (75 μg), cefotaksym (30 μg), ceftazydym (30 μg), cefepim (30 μg), aztreonam (30 μg), imipenem (0 μg), meropenem (0 μg), ertapenem (0 μg), doripenem (0 μg), gentamicyna (0 μg), tobramycyna (0 μg), amikacyna (30 μg), netilmicyna (30 μg), doksycyklina (30 μg), tetracyklina (30 μg), trimetoprim z sulfametoksazolem,25/23,75 μg), nitrofurantoina (300 μg), ciprofloksacyna (5
Nr 2 Wrażliwość na antybiotyki M. morganii 57 Tabela II. Występowanie szczepów M. morganii w materiale klinicznym Materiał Liczba szczepów (n= 50) Odsetek szczepów [%] Materiał ropny: Wymaz z rany Ropa Wymaz z odleżyny Wymaz z owrzodzenia 29 2 4 3 58,0 4 8,0 6,0 Materiał z dróg oddechowych: Popłuczyny pęcherzykowo-oskrzelowe Wydzielina z rurki tracheotomijnej Wydzielina z dróg oddechowych 7 4 2 4,0 8,0 4,0 Mocz: Mocz Mocz z cewnika Mocz z nefrostomii 6 2 3 4,0 6,0 Krew 3 6,0 Płyny z jam ciała: Płyn z jamy brzusznej Płyn z otrzewnej 2 4,0 Biomateriały: Dren Proteza 2 4,0 Wymaz z ucha μg), norfloksacyna (0 μg), chloramfenikol (30 μg) (Becton Dickinson). Zakres wrażliwości szczepów na antybiotyki interpretowano zgodnie z zaleceniami CLSI (4) i KORLD (7, 9). W celu kontroli poprawności oznaczenia lekowrażliwości stosowano szczep wzorcowy Escherichia coli ATCC 25922. Wykrywanie beta-laktamaz o rozszerzonym spektrum substratowym typu ESBL. Test dwóch krążków. W celu określenia zdolności wytwarzania beta-laktamaz typu ESBL (ang. Extended Spectrum Beta-Lactamases) wykorzystano, tzw. test dwóch krążków (ang. Double-Disc Synergy Test, DDST) według Jarliera i wsp. (0). Zastosowano krążki z: cefotaksymem (CTX-30 μg), ceftazydymem (CAZ-30 μg), cefepimem (FEP-30 μg) oraz amoksycyliną z kwasem klawulanowym (AMC-20/0 μg) (Becton Dickinson). Powstanie i/lub asymetryczne powiększenie strefy zahamowania wzrostu bakterii wokół krążków z cefalosporynami od strony krążka z inhibitorem beta-laktamazy uznawano za wynik dodatni, a szczep określano jako wytwarzający beta-laktamazę typu ESBL. Za szczepy ESβL(+) uważano te, które wykazywały przynajmniej jedną reakcję dodatnią w teście DDST. Kontrolę w ocenie wytwarzania beta-laktamazy typu ESBL przez badane szczepy stanowił szczep Klebsiella pneumoniae ATCC 700603 ESBL(+) oraz szczep E. coli ATCC 25922 nie wytwarzający tego enzymu. WYNIKI Ocena wrażliwości na antybiotyki i chemioterapeutyki. Wyniki wrażliwości pałeczek M. morganii na antybiotyki i chemioterapeutyki przedstawiono na ryc. -4.
58 P. Zalas-Więcek i inni Nr 2 Piperacylina Cefotaksym Cefoperazon Ceftazydym Cefepim Piperacylina/tazobaktam Tikarcylina/kwas klawulanowy Cefoperazon/sulbaktam Aztreonam Imipenem Meropenem Ertapenem (n=25) Doripenem (n=25) Gentamycyna n=44 Tobramycyna Amikacyna Netilmycyna Doksycyklina Tetracyklina Ciprofloksacyna Norfloksacyna (n=6) Chloramfenikol (n=44) Nitrofurantoina (n=6) Trimetoprim/sulfametoksazol 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 00,0% Wrażliwy Średniowrażliwy Oporny Ryc.. Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów M. morganii (n = 50) Wszystkie szczepy były wrażliwe na karbapenemy, piperacylinę z tazobaktamem i norfloksacynę. Wrażliwość na pozostałe antybiotyki beta-laktamowe wynosiła od 8% (dla piperacyliny i cefotaksymu) do 90,0% (dla cefoperazonu, cefepimu i aztreonamu). Wrażliwość na cefoperazon z sulbaktamem wykazano u 94,0%, a na tikarcylinę z kwasem klawulanowym u 86,0% badanych szczepów. Wrażliwość na aminoglikozydy wynosiła od 90,0% dla tobramycyny do 96,0% dla amikacyny. Na tetracyklinę wrażliwych było 6% szczepów i doksycyklinę - 54,0%, a 94,0% na ciprofloksacynę. Stwierdzono wysoki odsetek szczepów wrażliwych na chloramfenikol (84,%) oraz na trimetoprim/sulfametoksazol (7%) (ryc. ). Szczepy izolowane z moczu były w niskim odsetku wrażliwe na nitrofurantoinę (6,7%) (Ryc., 4). Wyniki oceny lekowrażliwości badanych pałeczek M. morganii pochodzących z materiału klinicznego, z którego je najczęściej izolowano przedstawiają ryciny -4. Najwyższy odsetek szczepów wrażliwych na antybiotyki i chemioterapeutyki stwierdzono wśród szczepów izolowanych z materiału z dróg oddechowych, a odpowiednio mniejsze odsetki wśród szczepów izolowanych z moczu i materiału ropnego. Największe różnice dotyczyły wrażliwości na: doksycyklinę, tetracyklinę i trimetoprim/sulfametoksazol. Wśród 50. badanych szczepów zdolność wytwarzania beta-laktamaz typu ESβL wykryto u 5 (0,0%) szczepów.
Nr 2 Wrażliwość na antybiotyki M. morganii 59 Piperacylina Cefotaksym Cefoperazon Ceftazydym Cefepim Piperacylina/tazobaktam Tikarcylina/kwas klawulanowy Cefoperazon/sulbaktam Aztreonam Imipenem Meropenem Ertapenem (n=5) Doripenem (n=5) Gentamycyna Tobramycyna Amikacyna Netilmycyna Doksycyklina Tetracyklina Ciprofloksacyna Chloramfenikol Sulfametoksazol/trimetoprim 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 00,0% Wrażliwy Średniowrażliwy Oporny Ryc. 2. Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów M. morganii (n = 29) izolowanych z materiału ropnego DYSKUSJA Uzyskane wyniki lekowrażliwości pałeczek M. morganii w większości nie odbiegają od wyników uzyskanych przez innych autorów. Wykazano, że wszystkie badane szczepy M. morganii były wrażliwe na karbapenemy oraz piperacylinę z tazobaktamem. Dla pozostałych antybiotyków beta-laktamowych uzyskano wysokie odsetki szczepów wrażliwych: od 8% dla piperacyliny i cefotaksymu do 94,0% dla cefoperazonu z sulbaktamem. Falagas i wsp. (6) uzyskali identyczny odsetek szczepów wrażliwych na imipenem oraz zbliżone wyniki oceny wrażliwości na inne antybiotyki beta-laktamowe (około 90,0%). Badane przez nich szczepy również w niskim odsetku były wrażliwe na nitrofurantoinę (9,5%). Autorzy ci stwierdzili natomiast wyższy odsetek szczepów wrażliwych na trimetoprim/sulfametoksazol. Porównywalne wyniki wrażliwości na antybiotyki beta-laktamowe otrzymali również Choi i wsp. (2). Z kolei Kim i wsp. (2) uzyskali dla imipenemu 00,0% szczepów wrażliwych, zbliżone wartości dla aztreonamu (80,7% szczepów wrażliwych), amikacyny (96,6%) oraz tobramycyny (83,6%), natomiast odmienne - dla ciprofloksacyny (8%), gentamicyny (63,9%), oraz trimetoprimu/sulfametoksazolu (59,0%). Jednym z mechanizmów oporności na antybiotyki beta-laktamowe u pałeczek Morganella sp. jest wytwarzanie enzymów typu ESβL. Powszechnie znaną metodą wykrywania
60 P. Zalas-Więcek i inni Nr 2 Piperacylina Cefotaksym Cefoperazon Ceftazydym Cefepim Piperacylina/tazobaktam Tikarcylina/kwas klawulanowy Cefoperazon/sulbaktam Aztreonam Imipenem Meropenem Ertapenem (n=3) Doripenem (n=3) Gentamycyna Tobramycyna Amikacyna Netilmycyna Doksycyklina Tetracyklina Ciprofloksacyna Chloramfenikol Trimetoprim/sulfametoksazol 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 00,0% Ryc. 3. Wrażliwy Średniowrażliwy Oporny Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów M. morganii (n = 7) izolowanych z dróg oddechowych tych enzymów jest test DDST. W badaniach własnych uzyskano niski odsetek szczepów ESβL(+) - spośród 50 szczepów tylko 5 (0,0%) wytwarzało ten typ beta-laktamaz. Podobne wyniki uzyskali inni autorzy. Choi i wsp. (2) stwierdzili, że żaden z 50 badanych szczepów M. morganii nie wytwarzał enzymów typu ESβL. Pozwala to sądzić, że ten mechanizm oporności nie rozprzestrzenił się wśród pałeczek M. morganii na taką skalę, jak u innych przedstawicieli rodziny Enterobacteriaceae. P. Zalas-Więcek, A. Michalska, B. Sielska, E. Gospodarek Antimicrobial sensitive of Morganella morganii SUMMARY The aim of this study was the evaluation of the antimicrobial sensitive of Morganella morganii rods isolated from clinical samples. This study included 50 of M. morganii strains isolated in the
Nr 2 Wrażliwość na antybiotyki M. morganii 6 Piperacylina Cefotaksym Cefoperazon Ceftazydym Cefepim Piperacylina/tazobaktam Tikarcylina/kwas klawulanowy Cefoperazon/sulbaktam Aztreonam Imipenem Meropenem Ertapenem (n=4) Doripenem (n=4) Tobramycyna Amikacyna Netilmycyna Doksycyklina Tetracyklina Ciprofloksacyna Norfloksacyna Nitrofurantoina Trimetoprim/sulfametoksazol 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 00,0% Wrażliwy Średniowrażliwy Oporny Ryc. 4. Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów M. morganii (n= 6) izolowanych z moczu Clinical Microbiology Department of dr. A. Jurasz University Hospital in 2008-2009. All of strains were sensitive to carbapenems (imipenem, meropenem, ertapenem, doripenem) and piperacillin/ tazobactam and most of them to beta-lactam antibiotics, aminoglycosides and fluorochinolons. Resistance to tetracyclines demonstrated 38,0% strains and to doxycycline 40,0%. One out of 6 strains isolated from urine samples were sensitive to nitrofurantoin. Extended Spectrum Beta-Lactamases were produced by 5 (0,0%) strains. PIŚMIENNICTWO. Choi JH, Yoo HS, Park JY, Kim YK i inni. Morganelliasis pneumonia in a captive jaguar. J Wildl Dis 2002; 38: 99-20 2. Choi SH, Lee JE, Park SJ i inni. Prevalence, microbiology, and clinical characteristics of extendedspectrum beta-lactamase-producing Enterobacter spp., Serratia marcescens, Citrobacter freundii, and Morganella morganii in Korea. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2007; 26: 557-6
62 P. Zalas-Więcek i inni Nr 2 3. Bothur J, Rupa J. Występowanie infekcji bakteryjnych u pacjentów z ciężką granulocytopenią leczonych z powodów hematologicznych za pomocą polichemioterapii: doświadczenia jednego ośrodka. Nowiny Lekarskie 200; 70: 23-35 (Supl. II) 4. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI/NCCLS) 2006. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; sixteenth informational supplement. CLSI M00-S6, January, 2006 5. Dzierżanowska D. Antybiotykoterapia praktyczna. α-medica press, Bielsko-Biała 2008 6. Falagas ME, Kavvadia PK, Mantadakis E i inni. Morganella morganii infections in a general tertiary hospital. Infection 2006; 34: 35-2 7. Gniadkowski M, Żabicka D, Hryniewicz W. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki 2009. Oznaczanie wrażliwości pałeczek Gram-ujemnych. http://www.korld.edu.pl 8. Golubić-Cepulić B, Budimir A, Plecko V i inni. Morganella morganii causing fatal sepsis in a platelet recipient and also isolated from a donor s stool. Transfus Med 2004; 4: 237-40 9. Hryniewicz W, Sulikowska A, Szczypa K i inni. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki. Post Mikrobiol 2005; 2:75-92 0. Janda JM, Abbott SL, Khashe S, Robin T. Biochemical investigations of biogroups and subspecies of Morganella morganii. J Clin Microbiol 996; 34: 08-3. Jarlier V, Nicolas M, Fourier G, Philippon A. Extended broad-spectrum ß-lactamases conferring transferable resistance to newer ß-lactam agents in Enterobacteriaceae: hospital prevalence and susceptibility patterns. Rev Infect Dis 988; 0: 867-78 2. Kim BN, Kim NJ, Kim MN i inni. Bacteraemia due to tribe Proteae. A review of 32 cases during a decade (99 2000). Scand J Infect Dis 2003; 35: 98-03 3. Matuszczak-Wleklak M, Szymankiewicz M, Szumała-Kąkol A, Gadzinowski J. Morganella morganii-jeden z czynników etiologicznych zakażeń wewnątrzmacicznych i szpitalnych w okresie noworodkowym. Post Neonat 2007; 2: 80-4 4. McDermott C, Mylotte JM. Morganella morganii: epidemiology of bacteremic disease. Infect Control 984; 5: 3-7 5. Osanai S, Nakata H, Ishida K i inni. Renal abscess with Morganella morganii complicating leukemoid reaction. Intern Med 2008; 47: 5-5 6. Power P, Galleni M, Ayala JA, Gutkind G. Biochemical and molecular characterization of three new variants of AmpC beta-lactamases from Morganella morganii. Antimicrob Agents Chemother 2006; 50: 962-7 7. Samonis G, Anatoliotaki M, Apostolakou H i inni. Fatal septicemia and meningitis due to Morganella morganii in a patient with Hodgkin s disease. Scand J Infect Dis 200; 33: 553-5 8. Stock I, Wiedemann B. Identification and natural antibiotic susceptibility of Morganella morganii. Diagn Microbiol Infect Dis 998; 30: 53-65 9. Tucci V, Isenberg HD. Hospital cluster epidemic with Morganella morganii. J Clin Microbiol 98; 4: 563-6 Otrzymano: 5 XI 200 r. Adres Autora: 85-094 Bydgoszcz, ul. M. Curie-Skłodowskiej 9, Katedra i Zakład Mikrobiologii, Collegium Medicum im. Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu