Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Tıpta Uzmanlık
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Dahili Tıp Bilimleri Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ZEHRA ASLI İŞERİ KÜSKÜ
Danışman: Zeynep Karakaş
Özet:
Giriş:
Bakteriyel enfeksiyonlar pediyatrik hematoloji/onkoloji hastalarında önemli
morbidite ve mortalite sebeplerindendir.
Amaç:
Bu çalışmada Çocuk Hematoloji/Onkoloji servisinde yatan hastalardan ateş
ve/veya enfeksiyon şüphesi durumunda alınan kan akımı, idrar, yara yeri ve
beyin omurilik sıvısı (BOS) örneklerinden izole edilmiş bakteriyel
enfeksiyonların özelliklerinin ve antibiyotik direnç paterninin belirlenmesini
amaçladık.
Materyal
ve Metod: Bu çalışmada, 1 Ocak 2011 ile 30 Haziran 2021
tarihleri arasında, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Çocuk
Hematoloji ve Onkoloji Bilim Dalı servisinde yatan malign (hematolojik
malignite, solid tümör) veya non-malign hastalığa sahip 0-18 yaş arası 322
hastadan izole edilen kan akımı, idrar, yara yeri, BOS kültür örnekleri
retrospektif olarak incelenmiştir. Kan kültürü şişeleri, BACTEC-FX (Beckton
Dickinson-USA) otomatize kan kültürü sisteminde 5 gün süre ile inkübe
edilmiştir. İdrar örnekleri koyun kanlı agar ve MacConkey agar veya kromojenik agar
besi yerine ekilerek 37oC’de 24-48 saat etüvde inkübe edilmiştir.
Yara yeri örneklerinin geldiği eküvyon 1-2 ml serum fizyolojik ile
sulandırılıp veya sıvı besiyerine inoküle edilip vortekslendikten sonra kanlı
agar, çikolatamsı agar besiyerlerine ekim yapılmıştır. BOS örnekleri önce 3000
rpm’de 15 dakika santrifüj sonrası çökeltiden Gram boyama yapılarak PNL ve
mikroorganizma varlığı açısından incelenmiş, ardından Triptik Soy Broth ve
Brain Heart Infusion broth sıvı besiyerlerine ekim yapılarak en az üç gün
süreyle etüvde inkübe edilmiş, bulanıklık gözlendiğinde kanlı ve çukulatamsı
agara ekim yapılmıştır. Bakterilere, Kirby Bauer disk difüzyon yöntemi ile
antimikrobiyal duyarlılık testi uygulanmış ve Clinical and Laboratory Standars
Institute (CLSI) ve European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing
(EUCAST) kılavuzlarına göre değerlendirilmiştir. Her hasta için aynı türden ilk
izole edilen bakteri dahil edilmiş, kontamine kültürler ve mantarlar çalışma
dışı bırakılmıştır. Antibiyotiklere orta düzeyde duyarlı olan bakteriler
dirençli olarak kabul edilmiştir.
İstatistiksel analiz için IBM SPSS 20
(Statistical Package for the Social Sciences) programı kullanılmıştır. Normal
dağılıma uygunluk, Kolmogorov-Smirnov Testi ile değerlendirilmiş, normal dağılım
göstermeyen sayısal değişkenler medyan, kategorik değişkenler ise frekans
olarak verilmiştir. Kategorik değişkenler arasındaki ilişkiler ise Pearson
Ki-Kare testi veya Fisher Exact Test ile belirlenmiştir. İstatistiksel
anlamılılık için p<0.05 yeterli kabul edilmiştir.
Bulgular:
Çalışmaya 143 kız (%44,4), 179 erkek (%55,6) erkek, yaşları 0-214 ay
arasında değişen toplam 322 hasta dahil edildi. Median yaş 55 ay, ortalama 76,43±64,47
ay ve erkek/kız oranı 1,25:1 idi. Yaş aralıklarına göre
sınıflandırıldığında 0-60 ay arasındaki hasta grubunun daha fazla olduğu
(n=170, %52,8) saptandı. Hastaların %79,2’sinde malign hastalık, %20,8’inde
non-malign hastalık vardı. Malign hastalıkların %66,3’ünde hematolojik
malignite, %33,7’sinde solid tümör tanısı vardı. En sık primer hastalık ALL
(n=84, %26,1), ikinci NHL (n=24, %7,5) ve üçüncü nöroblastom (n=22, %6,8) idi. Hastalardan
alınan 4632 kan kültürü örneğinin 620 tanesinde (%13,4) BACTEC-FX pozitif alarm
verdi, 298’i ise değerlendirilmeye alındı. Bakterilerin 175’i (%58,7) Gram
pozitif, 123’ü (%41,3) Gram negatif idi. Bakteri izolatlarının yıllık dağılımı
değerlendirildiğinde sadece 2016 yılında Gram negatif bakterilerin daha fazla
(%58,5) izole edildiği görüldü. Gram pozitif bakteriler arasında en sık izole
edilen etken %58,9 (n=103) oranında Metisiline dirençli Kogülaz Negatif
Stafilokok (MRKNS) iken bunu %14,9 (n=26) oranında MSKNS ve %9,7 (n=17)
oranında Enterococcus cinsinin izlediği saptandı. Gram negatif
bakteriler arasında en sık izole edilen etken %28,5 (n=35) oranında Klebsiella
pneumoniae iken bunu %18,7 (n=23) Escherichia coli ve %11,4 (n=14)
oranında Pseudomonas aeruginosa’nın izlediği saptandı. Gram pozitif
bakterilerde linezolide direnç saptanmadı. Enterococcus spp. için
vankomisin direnci %41,2 oranında saptandı. Diğer Gram pozitif bakterilerde
vankomisin direnci saptanmadı. Teikoplanin direnci ise Enterococcus spp.
için %40, MRKNS için %4,3 oranında saptandı. Diğer Gram pozitif bakterilerde
teikoplanin direnci saptanmadı. Gram negatif bakterilerin sefepime duyarlılığı K.
pneumoniae için %36,4, E. coli için %38,1, P. aeruginosa için
%50 oranında bulundu. Piperasilin/tazobaktam duyarlılığı K. pneumoniae
için %44,1, E. coli için %54,5, P. aeruginosa için ise %57,1
olarak saptandı. Meropeneme duyarlılık K. pneumoniae için
%67,6, E. coli için %86,4, P. aeruginosa için ise %35,7 oranında
bulundu. Meropeneme duyarlılık oranının Gram negatif bakteriler için %35,7-100
arasında, imipenem duyarlılık oranının ise %57,1-100 arasında olduğu saptandı.
Amikasine duyarlılık Gram negatif bakterilerde %36,4-100 arasında gentamisine
duyarlılık ise %44,4-100 arasında saptandı. Gram negatif bakterilerde kolistin
direnci saptanmadı. Genişletilmiş spektrumlu beta laktamaz (GSBL) üretimi K.
pneumoniae için %68,7, E. coli için %73,9 oranında saptandı. Çoklu
ilaç direnci (ÇİD) K. pneumoniae için %51,4, E. coli için %39,1, P.
aeruginosa için ise %42,8 oranında bulundu. Değerlendirilen 298 kan kültür
örneğinin 170’inde (%57) enfeksiyon odağı bulunamadı ve primer bakteriyemi
olarak değerlendirildi. Primer bakteriyemilerin %57,6’sı ise kateterle ilişki
bakteriyemi idi. Kalan 128 (%43) bakteriyemide ise enfeksiyon odağı saptandı ve
sekonder bakteriyemi olarak değerlendirildi. En sık saptanan enfeksiyon
odakları alt solunum yolu enfeksiyonu (%30,5), mukozit (%15,6) ve üst solunum
yolu enfeksiyonu (%13,3) idi. Kan kültürlerinden izole edilen bakterilerin 98’i
(%32,9) kateterden, 200’ü (%67,1) periferik venden alınan kültürlerde izole edildi.
Üreme yeri ile bakterilerin gram özelliği arasında istatistiksel olarak anlamlı
fark saptanmadı (p=0,910). Bakterilerin 128’inin (%43) febril nötropeni (FN) döneminde
izole edildiği saptandı. FN’de izole edilen bakterilerin 66’sı (%51,6) Gram pozitif,
62’sinin (%48,4) Gram negatif olduğu bulundu. MRKNS, FN’de en sık (%65,2) izole
edilen Gram pozitif bakteri, K. pneumoniae ise en sık (%33,9) izole
edilen Gram negatif bakteri olarak bulundu. FN ile Gram negatif bakteriyel
enfeksiyon arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptandı (p=0,029). FN’nin
küçük yaş grubunda (p=0,003) ve hematolojik malignitesi olanlarda (p=0,001)
belirgin olarak daha sık geliştiği saptandı. Bakteriyemi epizodlarının
102’sinde (%34,8) sepsis, 21’inde (%7,2) ise septik şok geliştiği saptandı.
Sepsis gelişen hastaların 56’sında (%54,9) ve septik şok gelişen hastaların
17’sinde (%81) Gram negatif bakteriler izole edildi. Sepsis ve septik şok ile
Gram negatif bakteriyemi arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptandı
(p<0,001). Enfeksiyona bağlı mortalite oranı %4,4 (n=13) bulundu ve bunların
%92,3’ünde (n=12) Gram negatif bakteriler izole edildi. Mortaliteye en sık
neden olan bakteri P. aeruginosa (n=4) olarak saptandı. Gram negatif
bakteriyel enfeksiyon ve mortalite arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki
bulundu (p<0,001). Mortaliteye sebep olan K. pneumoniae (n=3) ve E.
coli (n=2) suşlarının tamamında GSBL saptandı. K. pneumoniae
suşlarının tamamı, E. coli ve Pseudomonas cinsi bakterilerin
yarısı ve P. aeruginosa’ların %75’i ÇİD olarak saptandı. Değerlendirilen
bakterilerin büyük kısmı malign hastalığı olan hastalardan (n=264, %88,6),
bunun da %70,1’i (n=185) hematolojik malignitesi olan hastalardan izole edildi.
En sık bakteriyemi gelişen hastalık grubu ALL olarak saptandı (n=98, %32,9).
Lökosit (p<0,001), nötrofil (p=0,001), lenfosit (p<0,001) ve trombosit
(p<0,001) sayısı Gram negatif bakteriyemilerde daha düşük, CRP (p<0,001)
değeri ise istatistiksel anlamlı olarak daha yüksek saptandı.
Toplamda
1447 idrar kültürü örneğinin 76 tanesi değerlendirilmeye alındı. İdrar
örneklerinin %92,1’inde (n=70) Gram negatif, %7,9’unda (n=6) Gram pozitif
bakteriler izole edildi. Gram pozitif bakterilerin beşi (%83,3) Enterecoccus
spp. olarak belirlendi ve dördünün (VRE) olduğu saptandı. VRE’lerin birinde
(%25) linezolid direnci belirlendi. Gram negatif bakterilerden en sık izole
edilen Gram negatif bakteri E. coli (n=26, %37,1) ve ikinci sıklıkta K.
penumoniae (n=14, %20) olup her ikisinin de yarısında GSBL saptandı. P.
aeruginosa izolatlarının (n=12, %17,1) yarısı ÇİD olarak saptandı. FN
hastalarında idrarda en sık (%45,5) izole edilen bakterinin K. pneumoniae idi.
Toplam
271 yara yeri kültürü gönderildi ve 82’si (%30,2) tanesi değerlendirilmeye
alındı. Yara yeri kültürlerinin %56,1’inde (n=46) Gram pozitif, %43,9’unda
(n=36) Gram negatif bakteriler izole edildi. Gram pozitif bakteriler arasında
MRKNS (n=31, %67,4), Gram negatif bakteriler arasında P. aeruginosa (n=9,
%25) en sık olarak saptandı. Yara kültürlerinden izole edilen yedi Enterococcus
spp. bakterinin üçünün (%42,9) VRE olduğu belirlendi. Yedi K. pneumoniae
suşunun beşinde ve yedi E. coli suşunun dördünde GSBL saptandı. P.
aeruginosa’ların ise ikisi ÇİD olarak değerlendirildi. Yara yeri kültürlerindeki
üremelerinin %45,1’i (n=37) kateter giriş yerinden izole edildi.
Toplam
924 BOS kültürü gönderildi ve altısı (%0,65) değerlendirilmeye alındı. BOS
kültür üremelerinin dördünden Gram pozitif, ikisinden Gram negatif bakteriler
izole edildi. Gram pozitif bakterilerin üçünün MRKNS, birinin Metisiline
duyarlı Staphylococcus aureus (MSSA) olduğu saptandı. Gram
negatif bakterilerin ise K. pneumoniae ve non-fermantatif Gram negatif
çomak olduğu saptandı.
Sonuç: Hematoloji/onkoloji hastalarında
gelişen enfeksiyonlar özellikle nötropenik hastalarda morbidite ve mortalite
nedenidir. Enfeksiyona neden olan etken bilinmese bile uygun antibiyotiği
başlamak mortaliteyi azaltmakadır. Çalışmamızda Gram pozitif bakteriler üriner
sistem enfeksiyonları hariç baskın olarak bulunmuştur. Ancak Gram negatif
bakterilerin FN, sepsis ve mortalite ile daha çok ilişkili olduğu görülmüştür. E.
coli ve K. pneumoniae izolatlarında yüksek GSBL oranı dikkat çekicidir.
Her merkezin kendi bakteri profilini ve antibiyotik direnç paternlerini
belirlemesi önemlidir.
Anahtar Kelimeler: Bakteriyel enfeksiyon,
hematoloji ve onkoloji, antibiyotik direnci
EVALUATION OF MICROBIOLOGICALLY PROVEN BACTERIAL INFECTIONS IN PEDIATRIC HEMATOLOGY/ONCOLOGY PATIENTS Introduction:
Bacterial infections are important causes of morbidity and mortality in
pediatric hematology/oncology patients.
Aim:
In this study, we aimed to determine the characteristics and antibiotic resistance
pattern of bacterial infections isolated from bloodstream, urine, wound site
and cerebrospinal fluid (CSF) samples taken from patients hospitalized in the
Pediatric Hematology/Oncology service in case of fever and/or suspected
infection.
Methods:
This study was conducted in 322 patients between the ages of 0-18 years, by
retrospectively analyzing the isolated bloodstream, urine, wound and CSF
culture samples of patients who were diagnosed with malignant (hematological malignancy,
solid tumor) or non-malignant disease, hospitalized in Istanbul University,
Istanbul Medical Faculty in the Department of Pediatric Hemotology and
Oncology, between January 1, 2011 and June 30, 2021. Blood culture bottles were
incubated for 5 days in the BACTEC-FX (Beckton Dickinson-USA) automated blood
culture system. Urine samples were inoculated on sheep blood agar and MacConkey
agar or chromogenic agar medium and incubated at 37°C for 24-48 hours. The swab
from which the wound samples came was diluted with 1-2 ml of physiological
saline or inoculated into liquid medium and vortexed, and then inoculated on
blood agar and chocolate agar media. CSF samples were first examined for the
presence of PNL and microorganisms by Gram staining of the precipitate after centrifugation
at 3000 rpm for 15 minutes, then inoculated into Tryptic Soy Broth and Brain
Heart Infusion broth mediums for at least three days and incubated in an oven
for at least three days and when turbidity was observed, it was inoculated on
blood and chocolate agar. Antimicrobial susceptibility test was applied to the
bacteria by Kirby Bauer disk diffusion method and evaluated according to the
Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) and European Committee on
Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) guidelines. For each
patient, the first isolated bacteria of the same species were included,
contaminated cultures and fungi were excluded. Bacteria that were moderately
sensitive to antibiotics were considered resistant.
IBM
SPSS 20 (Statistical Package for the Social Sciences) program was used for
statistical analysis. Compliance with normal distribution was evaluated with
the Kolmogorov Smirnov Test, numerical variables that did not show normal
distribution were given as median, and categorical variables were given as
frequency. Relations between categorical variables were determined by the Pearson
Chi-Square test or the Fisher Exact Test. P<0.05 was considered sufficient
for statistical significance.
Results:
A total of 322 patients, 143 female (44.4%), 179 male (55.6%), aged 0-214
months were included in the study. The median age was 55 months, mean
76.43±64.47 months and the male/female ratio was 1.25:1. When classified
according to age ranges, it was found that the patient group between 0-60
months was more frequent than other age groups (n=170, 52.8%). 79.2% of the
patients had malignant disease and 20.8% had non-malignant disease. Hematological
malignancy was diagnosed in 66.3% of malignant diseases and solid tumor
diagnosis was found in 33.7%. The most common primary disease was ALL (n=84,
26.1%), second NHL (n=24, 7.5%), and third neuroblastoma (n=22, 6.8%). BACTEC-FX
gave positive alarm in 620 (13.4%) of 4632 blood culture samples taken from the
patients, and 298 were evaluated. Of the bacteria, 175 (58.7%) were Gram
positive and 123 (41.3%) were Gram negative. When the annual distribution of
bacterial isolates was evaluated, it was seen that Gram negative bacteria were
isolated more (58.5%) only in 2016. It was detected that among Gram positive
bacteria, Methicillin resistant Cogulase Negative Staphylococci (MRCNS) was the
most frequently isolated agent with a rate of 58.9% (n=103), followed by MSCNS at
a rate of 14.9% (n=26) and Enterococcus spp. at a rate of 9.7% (n=17). It
was detected that Klebsiella pneumoniae was the most frequently isolated
agent among gram negative bacteria at a rate of 28.5% (n=35), followed by Escherichia
coli at a rate of 18.7% (n=23) and Pseudomonas aeruginosa at a rate
of 11.4% (n=14). No resistance to linezolid was detected in Gram positive
bacteria. Vancomycin resistance was found to be 41.2% for Enterococcus
species. No vancomycin resistance was detected in other Gram-positive bacteria.
Teicoplanin resistance was detected in 40% for Enterococcus spp. and
4.3% for MRCNS. Teicoplanin resistance was not detected in other Gram positive
bacteria. The susceptibility of gram negative bacteria to cefepime was 36.4%
for K. pneumoniae, 38.1% for E. coli and 50% for P. aeruginosa.
Piperacillin/tazobactam susceptibility was 44.1% for K. pneumoniae,
54.5% for E. coli, and 57.1% for P. aeruginosa. Sensitivity to meropenem
was 67.6% for K. pneumoniae, 86.4% for E. coli, and 35.7% for P.
aeruginosa. It was found that the susceptibility rate to meropenem was
between 35.7-100% for Gram negative bacteria, and the susceptibility rate to
imipenem was between 57.1-100%. In Gram negative bacteria, sensitivity to amikacin
was between 36.4-100%, and susceptibility to gentamicin was between 44.4-100%. Colistin
resistance was not detected in Gram-negative bacteria. Extended-spectrum
beta-lactamase (ESBL) production was detected in 68.7% for K. pneumoniae
and 73.9% for E. coli. Multi-drug resistance (MDR) was 51.4% for
K. pneumoniae, 39.1% for E. coli, and 42.8% for P.
aeruginosa. No focus of infection was found in 170 (57%) of the 298
blood culture samples evaluated and it was considered as primary bacteremia. Catheter-associated
bacteremia were 57.6% of the primary bacteremias. In the remaining 128 (43%)
bacteremia, a focus of infection was detected and evaluated as secondary
bacteremia. The most common focuses of infection were lower respiratory tract
infection (30.5%), mucositis (15.6%), and upper respiratory tract infection
(13.3%). Of the bacteria isolated from blood cultures, 98 (32.9%) were isolated
from the catheter, and 200 (67.1%) from the cultures taken from the peripheral
vein. There was no statistical signifacant difference between the growth site
and gram characteristics of bacteria (p=0.910). It was found that 128 (43%) of
bacteria were isolated in the period of febrile neutropenia (FN). It was found
that 66 (51.6%) of the bacteria isolated in FN were Gram positive and 62
(48.4%) were Gram negative. MRCNS was found to be the most common (65.2%)
isolated Gram positive bacteria in FN, and K. pneumoniae was the most
frequently (33.9%) isolated Gram negative bacteria. A statistically significant
correlation was found between FN and Gram negative bacterial infection
(p=0.029). It was found that FN developed significantly more frequently in the
younger age group (p=0.003) and those with hematological malignancies
(p=0.001). It was founded that sepsis developed in 102 (34.8%) of the
bacteremia episodes and septic shock developed in 21 (7.2%) of the bacteremia
episodes. Gram negative bacteria were isolated in 56 (54.9%) patients who
developed sepsis and 17 (81%) patients who developed septic shock. A statistically
significant correlation was found between sepsis and septic shock and Gram negative
bacteremia (p<0.001). The mortality rate due to infection was 4.4% (n=13)
and Gram negative bacteria were isolated in 92.3% (n=12) of them. The most
common cause of mortality was P aeruginosa (n=4). A statistically significant
correlation was found between gram negative bacterial infection and mortality
(p<0.001). ESBL was detected in all of the K. pneumoniae (n=3) and E.
coli (n=2) strains causing mortality. All K. pneumoniae strains,
half of E. coli and Pseudomonas spp. bacteria, and 75% of P.
aeruginosa were found to be MDR. Most of the evaluated bacteria were
isolated from patients with malignant disease (n=264, 88.6%), of which 70.1%
(n=185) were isolated from patients with hematological malignancies. The most
common disease group that developed bacteremia was ALL (n=98, 32.9%). Leukocyte
(p<0.001), neutrophil (p=0.001), lymphocyte (p<0.001) and thrombocyte
(p<0.001) counts were found to be lower in Gram-negative bacteremias, while
CRP (p<0.001) was statistically significantly higher.
In
total, 76 of 1447 urine culture samples were evaluated. Gram negative bacteria
were isolated in 92.1% (n=70) and Gram positive bacteria in 7.9% (n=6) of the
urine samples. Five of the Gram positive bacteria were identified as Enterecoccus
spp. and four of them were found to be VRE. Linezolid resistance was
determined in one of the VREs. E. coli (n=26, 37.1%) was the most
frequently isolated from Gram-negative bacteria and K. penumoniae (n=14,
20%) was the second most common, and ESBL was detected in half of both. Half of
P. aeruginosa isolates (n=12, 17.1%) were found to be MDR. The most
common (45.5%) bacteria isolated in the urine of FN patients was K.
pneumoniae.
A
total of 271 wound cultures were sent and 82 (30.2%) of them were evaluated.
Gram positive bacteria were isolated in 56.1% (n=46) and Gram negative bacteria
in 43.9% (n=36) of wound cultures. MRCNS (n=31, 67.4%) was the most common
among Gram positive bacteria, and P. aeruginosa (n=9, 25%) among Gram negative
bacteria. Three (42.9%) of seven Enterococcus spp. bacteria isolated
from wound cultures were found to be VRE. ESBL was detected in five of the
seven K. pneumoniae strains and in four of the seven E. coli
strains. Two of the P. aeruginosas were evaluated as MDR. 45.1% (n=37)
of the growths in wound cultures were isolated from the catheter insertion
site.
A
total of 924 CSF cultures were sent and six (0.65%) were evaluated. Gram
positive bacteria were isolated from four of the CSF culture growths and Gram
negative bacteria from two of them. Three of the Gram positive bacteria were
found to be MRCNS and one of them was Methicillin sensitive Staphylococcus aureus
(MSSA). Gram-negative bacteria were found to be K. pneumoniae and
Non-fermentative Gram-negative rods.
Conclusion:
Infections developing in hematology/oncology patients are the cause of
morbidity and mortality, especially in neutropenic patients. Even if the
causative agent of the infection is unknown, starting the appropriate
antibiotic reduces mortality. In our study, Gram positive bacteria were
predominant except urinary tract infections. However, Gram negative bacteria
were found to be more associated with FN, sepsis, and mortality. High ESBL rate
in E.coli and K.pneumoniae isolates is remarkable. It is
important for each center to determine its own bacterial profile and antibiotic
resistance patterns.
Keywords:
Bacterial infection, hematology and oncology, antibiotic resistance