Antimicrobial resistance rates in Escherichia coli strains isolated in urine cultures of outpatients: five years analysis

INTRODUCTION: Escherichia coli (E. coli) is the most common pathogen of bacterial infections worldwide and is responsible for 80% of urinary tract infections (UTIs). In recent years, resistance to antimicrobials used in the treatment of infections caused by E. coli has been increasing all over the world, and it is necessary to constantly monitor resistance rates and update empirical treatment recommendations in order to prevent treatment failure and increase in treatment costs.
METHODS: In this study, antimicrobial resistance rates of E. coli strains grown in urine culture samples sent from all polyclinics to Malatya Training and Research Hospital Microbiology laboratory between 2015-2019 were retrospectively investigated. Conventional methods and Vitek 2 Compact automated system (BioMérieux, France) were used for the identification of bacteria in plaques with significant growth and for antimicrobial susceptibility testing (AST). AST results were determined as sensitive and resistant according to the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) guidelines.

RESULTS: It was detected significant growth in 14.8% (22636/153006) of urine cultures of outpatients over a five-year period, and identification and ASTs were studied. E. coli constituted 68.3% (15475/22636) of the identified factors. The antimicrobial drugs with the highest resistance rates were ampicillin (65.2%), amoxicillin/clavulanate (38.5%), trimethoprim/sulfamethoxazole (36.3%), cephalexin (35%) and cefuroxime (31.3%) respectively. The least resistance rates were found against carbapenems (0.6-2.1%), fosfomycin (3.6%), nitrofurantoin (5.8%) and amikacin (7.5%), respectively. Quinolone resistance rates were found to be 16.7% for levofloxacin, 19.1% for ciprofloxacin and 21.9% for norfloxacin.

DISCUSSION AND CONCLUSION: In the guideline of the Infectious Diseases Society of America (IDSA), trimethoprim/sulfamethoxazole is recommended as the first choice in the treatment of UTI, and quinolones are recommended as an alternative. In addition, international treatment guidelines do not recommend the use of antimicrobials with resistance rates higher than 20% in the empirical treatment of uncomplicated lower UTIs. In our study, the resistance rates of levofloxacin, ciprofloxacin and norfloxacin were close to each other and seemed appropriate for empirical treatment, but the rate of trimethoprim/sulfamethoxazole resistance was high (36.3%). It is thought think that ampicillin, amoxicillin, amoxicillin/clavulanate, trimethoprim/sulfamethoxazole and cephalosporins with high resistance rates are not suitable for empirical treatment, with an ESBL (extended spectrum ß-lactamase) rate of 26.1% in E. coli isolates isolated from community-acquired patient urine samples over a five-year period. Based on the results of our study, it is thought that fosfomycin is the first drug of choice for empirical treatment in outpatients with its advantage of single-dose oral use, high patient compliance and low side-effect profile, and nitrofurantoin is an alternative especially in the empirical treatment of non-complicated UTIs.

Ayaktan başvuran hastaların idrar kültürlerinde üretilen Escherichia coli izolatlarında antimikrobiyal direnç oranları: beş yıllık analiz

GİRİŞ ve AMAÇ: Escherichia coli (E. coli), dünya çapında bakteriyel enfeksiyonların en yaygın patojenidir ve üriner sistem enfeksiyonlarının (ÜSE) %80 kadarından sorumludur. Son yıllarda E. coli’nin neden olduğu enfeksiyonların tedavisinde kullanılan antimikrobiyallere karşı direnç tüm dünyada artmakta olup tedavi başarısızlığını ve tedavi maliyetlerindeki artışı önlemek için direnç oranlarının sürekli olarak izlenmesi ve ampirik tedavi önerilerinin güncellenmesi gerekmektedir.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışmada, 2015-2019 yılları arasında Malatya Eğitim ve Araştırma Hastanesi Mikrobiyoloji laboratuvarına tüm polikliniklerden gönderilen idrar kültürü örneklerinde üreyen E. coli suşlarının antimikrobiyal direnç oranları retrospektif olarak incelenmiştir. Anlamlı sayıda üremesi olan plaklardaki bakterilerin identifikasyonu ve antimikrobiyal duyarlılık testleri (ADT) için konvansiyonel yöntemler ve Vitek 2 Compact otomatize sistemi (BioMérieux, Fransa) kullanılmıştır. ADT sonuçları Antibiyotik duyarlılık testleri üzerinde Avrupa Komitesi (EUCAST) kılavuzlarına göre duyarlı ve dirençli olarak belirlenmiştir.
BULGULAR: Beş yıllık sürede poliklinik hastalarının idrar kültürlerinin %14,8 (22636/153006)’inde anlamlı üreme tespit edilerek tanımlama ve ADT’leri çalışılmıştır. Tanımlanan etkenlerin %68,3 (15475/22636)’ünü E. coli oluşturmuştur. Direnç oranlarının en yüksek olduğu antimikrobiyal ilaçlar sırasıyla ampisilin (%65,2), amoksisilin/klavulanat (%38,5), trimetoprim/sulfametoksazol (%36,3), sefaleksin (%35) ve sefuroksim (%31,3) olarak tespit edilmiştir. En az direnç oranları sırasıyla; karbapenemlere (%0,6-2,1), fosfomisine (%3,6), nitrofurantoine (%5,8) ve amikasine (%7,5) karşı bulunmuştur. Kinolon direnç oranları levofloksasine %16,7 ve siprofloksasine %19,1 ve norfloksasine %21,9 olarak bulunmuştur.

TARTIŞMA ve SONUÇ: Amerikan Enfeksiyon Hastalıkları Derneği [Infectious Diseases Society of America (IDSA)] rehberinde ÜSE tedavisinde ilk seçenek olarak trimetoprim/sulfametoksazol, alternatif olarak da kinolonlar tavsiye edilmektedir. Ayrıca uluslararası tedavi rehberleri, komplikasyonsuz alt ÜSE’lerin ampirik tedavisinde direnç oranları %20’den yüksek antimikrobiyallerin kullanımını önermemektedir. Çalışmamızda; levofloksasin, siprofloksasin ve norfloksasin direnç oranları birbirine yakın olup ampirik tedavi için uygun görünmektedir, ancak trimetoprim/sulfametoksazol direnç oranı yüksek göörülmüştür (%36,3). Toplum kökenli hasta idrar örneklerinden beş yıllık sürede izole edilen E. coli izolatlarında saptadığımız %26,1’lik GSBL (genişlemiş spektrumlu ß-laktamaz) oranıyla birlikte, direnç oranları yüksek ampisilin, amoksisilin, amoksisilin/klavulanat, trimetoprim/sulfametoksazol ve sefalosporinlerin ampirik tedavi için uygun olmadığını düşünmekteyiz. Çalışmamızdaki sonuçlara dayanarak fosfomisinin tek doz oral kullanım avantajı, yüksek hasta uyumu ve düşük yan etki profili ile ayaktan hastalarda ampirik tedavi için ilk seçilecek ilaç olduğunu ve özellikle nonkomplike ÜSE’lerin ampirik tedavisinde nitrofurantoinin alternatif olduğunu düşünmekteyiz.