Antibiotic Resistance Patterns and Molecular Typing of Acinetobacter baumannii Clinical Isolates and Hospital Environment at Alia Governmental Hospital, Palestine
Date
2024-05-28
Authors
Donia Mohammad Mosbah Khderat
دنيا محمد مصباح خضيرات
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
Background:In recent years, Acinetobacter baumanniireceived increasing attention;due to theircabability of acquiring multi-resistance to antibiotics and their potential to cause disease in humans. It is also known for its intrinsic antimicrobial resistance mechanisms: several studies documentedthe increase in the percentage of resistance to antimicrobial agents in four majorantimicrobialclasses: Fluoroquinolones,aminoglycosides, β-lactams including Carbapenems. The increase in Carbapenems resistance is of important concern, as thisclass of antibiotics isusually considered the last choice in treating resistant A.baumannii.This opportunistic pathogen able to survive in the environment under unfavorable conditions for prolonged periods,this contributes to its increased virulance. Thus, the hospital environment may serve asa reservoir for the resistantA. baumannii strainsallowing easily spread in hospital,serve as a nosocomial infections in patients, healthcare personnel, and visitors.
Aims: This study aimed at characterization of A. baumanniiisolates from inpatients and hospital environments.To find out their antimicrobial resistance pattern, detect Carbapenems resistant A.baumannii(CRAB), and to find out genetic relatedness between isolates using random amplification of polymorphic DNA (RAPD) typing technique.
Methodology: In this study, a total of 24 clinical isolates obtained from various clinical specimenssuch as wounds, blood, urine, earswabs and sputumduring the period April1, 2023, and December 31, 2023fromAlia Governmental Hospital, Hebron,Palestine. The Vitek2 system was used for identification and antibiotic susceptibility testing. Concurrently a total of 126 specimen were collected from different environments of the hospital identified as A. baumanniiusing conventional identification methodsand CHROMagar Acinetobacterselective medium. The isolates then tested for antibiotic susceptibility testing using disk diffusion methods.All isolates (both clinical and
v
environmental) were tested for the presence ofblaOXA-51 gene using PCR. And finally, the genetic relatedness between isolates was determined using RAPDtyping technique.
Results:Twenty fourclinical isolates and 29 environmental isolates were identified as A. baumannii. All isolates were confirmed to be A. baumanniiby detecting blaOXA-51-like gene.Among the environmental isolates patient’s beds were the most contaminated site (20.6%, 6/29),while the largest number of clinical isolates were obtained from wounds (10 isolates: 41.7%). The majority of clinical and environmental isolates were collected from intensive care unit (ICU).Multidrug resistant A.baumannii (MDRAB) was detected in approximately 74% of clinical isolates and in 100% of environmental isolates.Co-trimoxazole (COT) was the most effective antibiotic against both clinical and environmentalA.baumannii isolates. For other antibiotics, clinical and environmentalA.baumanniiisolates showed high resistance rates:86.2% and 96.6% of environmentalisolates were resistant to imipenem (IM) and meropenem (MEM) respectively,while clinical isolates had a resistant rate of 72.7% and 77.3% to IM and MEM, respectively.Using the RAPD-PCR typing technique, four clusters grouped A-D had more than one isolateand the remaining isolates each had unique pattern. Some RAPD clusters were seen with environmental as well as clinical isolates.
Conclusion and recomendations:Thisstudy clearly suggests that the rate of MDRAB and CRAB are increasing and considered an important cause of nosocomial infections.The relatednessbetween clinical and environmental isolates and the detection of high rate of antimicrobial-resistant A.baumanniiin various hospital environments suggested the potential role of the hospital environments through various clinical activities in the cross contamination of A.baumanniiinfections, particularly in the ICU. These findings highlight the importance of identifying A.baumannii infections early and implementing very strict infection control strategies.It is recommended that hospital wards must be vigorously sanitized and disinfected periodically.
: تلقت الراكدة البومانية في السنوات الأخيرة اهتماما كبيرا بسبب مقدرتها على اكتساب المقاومة للعديد من المضادات الحيوية بسهولة والتسبب في مرض الانسان. كما وتعرف هذه البكتيريا بامتلاكها اليات مقاومة طبيعية, حيث اثبتت العديد من الدراسات زيادة في نسبة مقاومة هذه البكتيريا لكل العوامل المضادة للبكتيريا في اربع فئات رئيسية من المضادات الحيوية :الفلوروكينولونات، الأمينوغليكوزيدات، بيتا-لاكتام بما فيها الكاربابينيم. تعتبر الزيادة في مقاومة الكاربابينيم مصدر قلق كبير، حيث تعتبر هذه الفئة من مضادات الميكروبات عادة الخيار الأخير لعلاج الراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية. كما ان هذه البكتريا الانتهازية قادرة على البقاء حية في البيئة تحت ظروف صعبةلفترات طويلة مما يساهم في زيادة انتشار العدوى. وبالتالي ، قد تصبح بيئة المستشفىمصدرا لسلالاتالراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية التي تنتقل فيما بعد بين المرضى ,موظفي الرعاية الصحية والزوار. هدف الدراسة: كان هدفالدراسة توصيف عزلات الراكدة البومانية المأخوذة من المرضى المقيمين وبيئات مستشفى عالية الحكومي, معرفة نمط مقاومتها للمضادات الحيوية،والكشفعن العزلات المقاومة للكاربابينم باستخدام طريقة انتشار القرص ونظام Vitek2،كما وهدفت هذه الدراسة لمعرفة العلاقة الوراثية بين العزلات باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين(DNA). منهجية البحث:لاجراء هذه الدراسة, تم جمع24عزلة بكتيرية من عينات سريرية مختلفة مثل الجروح , الدم, البول, مسحات الاذن, البلغم في الفترة الزمنية الواقعة بين 1/نيسان/2023 و 31/كانون الاول/2023 من مستشفى عالية الحكومي,الخليل, فلسطين. ثم تم تعريفها على انها الراكدة البومانية وتحديد نمط المقاومة للمضادات الحيويةباستخدامVitek2, اضافة الى ذلك تم جمع 127 مسحة من بيئات المستشفى المختلفةثم تم تعريفها على انها بكتيريا الراكدة البومانيةباستخدام طرق التشخيص التقليدية و الكروم اجار كمستنبت انتقائي لبكتيريا الراكدة البومانية.ثم تم إجراء اختبار الحساسية لمضادات الميكروبات باستخدام اختبار انتشار القرص. باستخدام تقنية تفاعل البوليمريز المتسلسل تم فحص وجود جينblaOXA-51في كل العزلات السرسرسة وغير السريرية. وأخيرا تم تحديد العلاقة الوراثية بين العزلات باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين( الدنا). النتائج: تم عزل بكتيريا الراكدة البومانية من24 عينة سريرية و29 مسحة تم جمعها من بيئات المستشفى المختلفة. تم تاكيد جميع العزلات السريرية وغير السريرية على انها بكتيريا الراكدة البومانية عن طريق كشف وجود جين blaOXA-51 في كل العزلات التي تضمنتها هذه الدراسة.حيث كانت أسرة المرضى أكثر الأماكن تلوثا (6/29,%20.6). في حين ان غاالبية العزلات السريرية تم الحصول عليها منعينات الجروح ( 10/26,%41.7). اضافة الى ذلك,فإنغالبية العزلاتالسريرية وغير السريريةتم الحصول عليها من قسم العناية المكثفة. كما أن 73.9% من العزلات السرسرية وجميع العزلات غير السريرية (100%) تبين انها تمتلك خاصية المقاومة للأدوية المتعددة. كوتريموكسازول كان العلاج الأكثر فعالية ضد جميعالعزلات السريرية وغير السريرية.كما وأظهرت العزلات السرسرية وغير السريرية نسب مقاومة عالية للمضادات الحيوية الأخرى التي استخدمت في هذه الدراسة, حيث أن%86.2 و %96.6 من العزلات غير السريرية أظهرت مقاومتها للاميبينيم والميوربينم على الترتيب , بينما أظهرت العزلات السرسرية نسبة مقاومة %72.7 و 77.3% للاميبينيم والميروبينم على الترتيب.باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين(الدنا), تم تصنيف العزلات الى 4 مجموعات ,A-D كل منها يضم اكثر من عزلة بكتيرية واحدة, بعضها وجد انها تحتوي على عزلات سريرية واخرى غير سريرية, بينما كان لكل عزلة من العزلات المتبقية نمط فريد ومختلف. الخلاصة:توضح نتائج هذه الدراسة ان هناك تزايد في معدل بكتيريا الراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية خاصة في قسم العناية المركزة والتي تعتبر مصدرمهم للعدوى المرتبطة بالمرافق الصحية. كما وأشار التشابه بين العزلات السريرية وغير السريرية لبكتيريا الراكدة البومانية ووجود هذه البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في بيئاتالمستشفى المختلفة إلى احتمال مساهمةبيئات المستشفى في نقلالعدوى الناتجة عن هذه البكتيريا من خلال النشاطات السريرية المختلفة. كما وتسلط هذه النتائج الضوء على أهمية الكشف المبكر للعدوىوتطبيق اجراءات الوقاية والمكافحة لمنع هذه البكتيريا من الانتشار. الكلمات الدالة: بكتيريا الراكدة البومانية, مقاومة العديد منالمضادات الحيوية, التضخيم العشوائي للحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين(DNA),بكتيريا الراكدة البومانية المقاومة للكاربابينيم, كوليستين, عدوى المستشفيات.
: تلقت الراكدة البومانية في السنوات الأخيرة اهتماما كبيرا بسبب مقدرتها على اكتساب المقاومة للعديد من المضادات الحيوية بسهولة والتسبب في مرض الانسان. كما وتعرف هذه البكتيريا بامتلاكها اليات مقاومة طبيعية, حيث اثبتت العديد من الدراسات زيادة في نسبة مقاومة هذه البكتيريا لكل العوامل المضادة للبكتيريا في اربع فئات رئيسية من المضادات الحيوية :الفلوروكينولونات، الأمينوغليكوزيدات، بيتا-لاكتام بما فيها الكاربابينيم. تعتبر الزيادة في مقاومة الكاربابينيم مصدر قلق كبير، حيث تعتبر هذه الفئة من مضادات الميكروبات عادة الخيار الأخير لعلاج الراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية. كما ان هذه البكتريا الانتهازية قادرة على البقاء حية في البيئة تحت ظروف صعبةلفترات طويلة مما يساهم في زيادة انتشار العدوى. وبالتالي ، قد تصبح بيئة المستشفىمصدرا لسلالاتالراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية التي تنتقل فيما بعد بين المرضى ,موظفي الرعاية الصحية والزوار. هدف الدراسة: كان هدفالدراسة توصيف عزلات الراكدة البومانية المأخوذة من المرضى المقيمين وبيئات مستشفى عالية الحكومي, معرفة نمط مقاومتها للمضادات الحيوية،والكشفعن العزلات المقاومة للكاربابينم باستخدام طريقة انتشار القرص ونظام Vitek2،كما وهدفت هذه الدراسة لمعرفة العلاقة الوراثية بين العزلات باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين(DNA). منهجية البحث:لاجراء هذه الدراسة, تم جمع24عزلة بكتيرية من عينات سريرية مختلفة مثل الجروح , الدم, البول, مسحات الاذن, البلغم في الفترة الزمنية الواقعة بين 1/نيسان/2023 و 31/كانون الاول/2023 من مستشفى عالية الحكومي,الخليل, فلسطين. ثم تم تعريفها على انها الراكدة البومانية وتحديد نمط المقاومة للمضادات الحيويةباستخدامVitek2, اضافة الى ذلك تم جمع 127 مسحة من بيئات المستشفى المختلفةثم تم تعريفها على انها بكتيريا الراكدة البومانيةباستخدام طرق التشخيص التقليدية و الكروم اجار كمستنبت انتقائي لبكتيريا الراكدة البومانية.ثم تم إجراء اختبار الحساسية لمضادات الميكروبات باستخدام اختبار انتشار القرص. باستخدام تقنية تفاعل البوليمريز المتسلسل تم فحص وجود جينblaOXA-51في كل العزلات السرسرسة وغير السريرية. وأخيرا تم تحديد العلاقة الوراثية بين العزلات باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين( الدنا). النتائج: تم عزل بكتيريا الراكدة البومانية من24 عينة سريرية و29 مسحة تم جمعها من بيئات المستشفى المختلفة. تم تاكيد جميع العزلات السريرية وغير السريرية على انها بكتيريا الراكدة البومانية عن طريق كشف وجود جين blaOXA-51 في كل العزلات التي تضمنتها هذه الدراسة.حيث كانت أسرة المرضى أكثر الأماكن تلوثا (6/29,%20.6). في حين ان غاالبية العزلات السريرية تم الحصول عليها منعينات الجروح ( 10/26,%41.7). اضافة الى ذلك,فإنغالبية العزلاتالسريرية وغير السريريةتم الحصول عليها من قسم العناية المكثفة. كما أن 73.9% من العزلات السرسرية وجميع العزلات غير السريرية (100%) تبين انها تمتلك خاصية المقاومة للأدوية المتعددة. كوتريموكسازول كان العلاج الأكثر فعالية ضد جميعالعزلات السريرية وغير السريرية.كما وأظهرت العزلات السرسرية وغير السريرية نسب مقاومة عالية للمضادات الحيوية الأخرى التي استخدمت في هذه الدراسة, حيث أن%86.2 و %96.6 من العزلات غير السريرية أظهرت مقاومتها للاميبينيم والميوربينم على الترتيب , بينما أظهرت العزلات السرسرية نسبة مقاومة %72.7 و 77.3% للاميبينيم والميروبينم على الترتيب.باستخدام تقنية التضخيم العشوائي للحمض الرايبوزي منقوص الاكسجين(الدنا), تم تصنيف العزلات الى 4 مجموعات ,A-D كل منها يضم اكثر من عزلة بكتيرية واحدة, بعضها وجد انها تحتوي على عزلات سريرية واخرى غير سريرية, بينما كان لكل عزلة من العزلات المتبقية نمط فريد ومختلف. الخلاصة:توضح نتائج هذه الدراسة ان هناك تزايد في معدل بكتيريا الراكدة البومانية المقاومة للمضادات الحيوية خاصة في قسم العناية المركزة والتي تعتبر مصدرمهم للعدوى المرتبطة بالمرافق الصحية. كما وأشار التشابه بين العزلات السريرية وغير السريرية لبكتيريا الراكدة البومانية ووجود هذه البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في بيئاتالمستشفى المختلفة إلى احتمال مساهمةبيئات المستشفى في نقلالعدوى الناتجة عن هذه البكتيريا من خلال النشاطات السريرية المختلفة. كما وتسلط هذه النتائج الضوء على أهمية الكشف المبكر للعدوىوتطبيق اجراءات الوقاية والمكافحة لمنع هذه البكتيريا من الانتشار. الكلمات الدالة: بكتيريا الراكدة البومانية, مقاومة العديد منالمضادات الحيوية, التضخيم العشوائي للحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين(DNA),بكتيريا الراكدة البومانية المقاومة للكاربابينيم, كوليستين, عدوى المستشفيات.