BACKGROUND: Increasing bacterial resistance to antibiotics is one of the most serious problems in current medicine. An important factor contributing to the growing prevalence of multiresistant bacteria is application of antibiotics. This study aimed at analyzing the development of resistance of Enterobacteriaceae to selected beta-lactam, fluoroquinolone and aminoglycoside antibiotics in the University Hospital Olomouc and assessing the effect of selection pressure of these antibiotics. METHODS: For the period between 1 January 2000 and 31 December 2011, resistance of Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Enterobacter cloacae and Proteus mirabilis to third- and fourth-generation cephalosporins, meropenem, piperacillin/tazobactam, fluoroquinolones and aminoglycosides was retrospectively studied. For the assessment of selection pressure of antibiotics, a parameter of defined daily dose in absolute annual consumption (DDDatb) based on the ATC/DDD classification and in relative annual consumption (RDDDatb) as the number of defined daily doses per 100 bed-days was used. The relationship between frequency of strains resistant to a particular antibiotic and antibiotic consumption was assessed by linear regression analysis using Spearman's correlation. The level of statistical significance was set at p < 0.05. RESULTS: A total of 113,027 isolates from the Enterobacteriaceae family were analyzed. There was a significant effect of selection pressure of the primary antibiotic in the following cases: piperacillin/tazobactam in Klebsiella pneumoniae, gentamicin in Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli and amikacin in Escherichia coli and Enterobacter cloacae. Also, there was significant correlation between resistance to ceftazidime and consumption of piperacillin/tazobactam in Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. No relationship was found between consumption of third- and fourth-generation cephalosporins and resistance to ceftazidime or between fluoroquinolone consumption and resistance to ciprofloxacin. CONCLUSION: The study showed the effects of both direct and indirect selection pressure on increasing resistance to gentamicin, amikacin, piperacillin/tazobactam and ceftazidime. Given the fact that no correlation was found between resistance to fluoroquinolones and consumption of either primary or secondary antibiotics, we assume that the increasing resistance to fluoroquinolones is probably due to circulation of resistance genes in the bacterial population and that this resistance was not affected by reduced use of these antibiotics.
- MeSH
- aminoglykosidy terapeutické užití MeSH
- antibakteriální látky terapeutické užití MeSH
- beta-laktamy terapeutické užití MeSH
- Enterobacter cloacae účinky léků izolace a purifikace fyziologie MeSH
- enterobakteriální infekce farmakoterapie mikrobiologie MeSH
- Escherichia coli účinky léků izolace a purifikace fyziologie MeSH
- fluorochinolony terapeutické užití MeSH
- Klebsiella pneumoniae účinky léků izolace a purifikace fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- lineární modely MeSH
- mikrobiální testy citlivosti MeSH
- mnohočetná bakteriální léková rezistence účinky léků MeSH
- Proteus mirabilis účinky léků izolace a purifikace fyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
The influence of basis of quorum sensing molecules on Proteus strains is much less known as compared to Pseudomonas or Escherichia. We have previously shown that a series of acylated homoserine lactones (acyl-HSL) does not influence the ureolytic, proteolytic, or hemolytic abilities, and that the swarming motility of Proteus mirabilis rods is strain specific. The aim of the presented study was to find out if the presence of a series of acyl-HSL influences biofilm formation of P. mirabilis laboratory strain belonging to O18 serogroup. This serogroup is characterized by the presence of a unique non-carbohydrate component, namely phosphocholine. Escherichia coli and P. mirabilis O18 strains used in this work contains cloned plasmids encoding fluorescent protein genes with constitutive gene expression. In mixed biofilms in stationary and continuous flow conditions, P. mirabilis O18 overgrow whole culture. P. mirabilis O18 strain has genetically proved a presence of AI-2 quorum sensing system. Differences in biofilm structure were observed depending on the biofilm type and culture methods. From tested acylated homoserine lactones (BHL, HHL, OHL, DHL, dDHL, tDHL), a significant influence had BHL on thickness, structure, and the amount of exopolysaccharides produced by biofilms formed by P. mirabilis O18 pDsRed(2).
- MeSH
- acylbutyrolaktony chemie metabolismus MeSH
- bakteriální proteiny genetika metabolismus MeSH
- biofilmy MeSH
- molekulární struktura MeSH
- Proteus mirabilis chemie genetika fyziologie MeSH
- quorum sensing MeSH
- regulace genové exprese u bakterií MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
More than 40% of nosocomial infections are those of the urinary tract, most of these occurring in catheterized patients. Bacterial colonization of the urinary tract and catheters results not only in infection, but also various complications, such as blockage of catheters with crystalline deposits of bacterial origin, generation of gravels and pyelonephritis. The diversity of the biofilm microbial community increases with duration of catheter emplacement. One of the most important pathogens in this regard is Proteus mirabilis. The aims of this study were to identify and assess particular virulence factors present in catheter-associated urinary tract infection (CAUTI) isolates, their correlation and linkages: three types of motility (swarming, swimming and twitching), the ability to swarm over urinary catheters, biofilm production in two types of media, urease production and adherence of bacterial cells to various types of urinary tract catheters. We examined 102 CAUTI isolates and 50 isolates taken from stool samples of healthy people. Among the microorganisms isolated from urinary catheters, significant differences were found in biofilm-forming ability and the swarming motility. In comparison with the control group, the microorganisms isolated from urinary catheters showed a wider spectrum of virulence factors. The virulence factors (twitching motility, swimming motility, swarming over various types of catheters and biofilm formation) were also more intensively expressed.
- MeSH
- bakteriální adheze MeSH
- biofilmy růst a vývoj MeSH
- faktory virulence metabolismus MeSH
- infekce bakteriemi rodu Proteus mikrobiologie MeSH
- infekce močového ústrojí mikrobiologie MeSH
- katétrové infekce mikrobiologie MeSH
- lidé MeSH
- lokomoce MeSH
- Proteus mirabilis izolace a purifikace patogenita fyziologie MeSH
- ureasa metabolismus MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Nozokomiální infekce spojené s tvorbou biofilmu představují v posledních letech závažný problém. Až 32 % těchto infekcí představují infekce močového traktu u pacientů s dlouhodobě zavedeným katétrem. Katétry tvoří vhodný povrch pro přisednutí bakterií a umožňují snazší kolonizaci močových cest. Mezi významné původce těchto infekcí patří bakterie rodu Proteus, které ke kolonizaci katétrů využívají nejen tvorby biofilmu, ale také další faktory virulence. Práce byla zaměřena na vybrané faktory virulence, mezi které byly zařazeny tři typy motility, swarming motility přes různé typy močových katétrů, produkce biofilmu v různých médiích, na katétru, produkce hemolyzinů a ureázy. Celkem bylo vyšetřeno 102 izolátů z močových katétrů a 50 izolátů ze stolice. U twitching motility byl statisticky prokázán rozdíl mezi izoláty z katétrů a ze stolic (p = 0,012), u swimming a swarming motility nebyl tento rozdíl signifikantní (p = 0,074; resp. p = 0,809). V pohyblivosti přes různé typy katétrů byl prokázán statisticky signifikatní rozdíl u izolátů z katétrů i ze stolic (v obou případech p << 0,01). Pro test na tvorbu biofilmu byla použita mozkosrdcová infúze (BHI) a BHI s 4 % glukózy. V BHI tvořily biofilm všechny izoláty, 65 % izolátů z katétrů a 88 % izolátů ze stolic bylo silnými producenty. Všechny izoláty tvořily biofilm také v BHI s 4 % glukózy, kdy bylo silnými producenty 94 % izolátů z katétrů a 92 % izolátů ze stolic. Ve tvorbě biofilmu na katétru byl statisticky prokázán rozdíl mezi izoláty z katétrů a ze stolic (p = 0,00008). Všechny izoláty z katétrů i ze stolic produkovaly ureázu, statisticky nebyl v produkci ureázy prokázán rozdíl (p = 0,653). Na agaru s propíranými beraními erytrocyty nebyla prokázána produkce hemolyzinů u žádného z izolátů. Kvantitativní metodou, při které byly použity koňské erytrocyty, byla prokázána tvorba hemolyzinů u tří izolátů z katétrů.
Nosocomial infections associated with biofilm formation have been a serious problem in recent years. Up to 32% of them are urinary tract infections in patients with long-dwelling catheters. Catheters represent an ideal surface for bacterial adhesion, facilitating easier colonization of the urinary tract. Important pathogens causing these infections are bacteria of the genus Proteus that colonize catheters not only by biofilm formation but also using other virulence factors. Those were developed for survival in the host organism and are also used by bacteria to infect the host or fight the defence mechanisms. The study focused on the following selected virulence factors: swimming, swarming and twitching motility, swarming motility across various types of urinary catheters, biofilm formation in various media, formation of biofilm on catheters, haemolysin and urease production. A total of 102 strains isolated from urinary catheters and 50 strains isolated from stools were analyzed. In twitching motility, a difference between strains isolated from catheters and stools was statistically significant (p = 0.012). In swimming and swarming motility, the difference was not significant (p = 0.074 and p = 0.809, respectively). In motility across various catheter types, a statistically significant difference was found in strains isolated from both catheters and stools (p << 0.01 in both cases). For biofilm formation analyses, BHI and BHI with 4% glucose were used. In BHI, biofilm was produced by all strains, with 65% of catheter strains and 88% of strains from stools being strong producers. Similarly, all strains produced biofilm in BHI with 4% glucose, with strong producers in 94% and 92% of strains isolated from catheters and stools, respectively. In formation of biofilm on catheters, there was a statistical difference between strains from catheters and stools (p = 0.00008). All strains isolated from both catheters and stools produced urease; no difference in urease production was statistically significant (p = 0.653). On agar with washed sheep erythrocytes, haemolysin production was not detected in any of the isolated strains. The quantitative method using horse erythrocytes revealed haemolysis production in three strains isolated from catheters.
- Klíčová slova
- infekce močového traktu, biofilm,
- MeSH
- biofilmy MeSH
- faktory virulence analýza MeSH
- infekce močového ústrojí mikrobiologie MeSH
- infekce spojené se zdravotní péčí mikrobiologie MeSH
- katetrizace močového měchýře škodlivé účinky MeSH
- katétrové infekce MeSH
- kontaminace zdravotnického vybavení MeSH
- lidé MeSH
- Proteus mirabilis fyziologie izolace a purifikace patogenita MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Cíl práce: Stanovení citlivosti k antibiotikům a průkaz tvorby biofilmu u kmenů Proteus mirabilis izolovaných z moči v letech 2008 až 2010. Materiál a metody: U kmenů P. mirabilis izolovaných z moči pacientů Fakultní nemocnice u svaté Anny v Brně s diagnózou infekce močových cest v období od dubna 2008 do dubna 2010 byla stanovena citlivost na antibiotika. Byla použita metoda diskového difuzního testu a sledována tvorba β-laktamáz. Následně byla zjišťována kvalitativní tvorba biofilmu pomocí modifikované Christensenovy metody. Výsledky: Bylo vyšetřeno celkem 213 kmenů P. mirabilis, z nichž bylo 82 (38,5 %) kmenů rezistentních k ampicilinu, k cefalotinu 49 (23,0 %), k sulfamethoxazolu/trimetoprimu 83 83 (39,0 %), k ciprofloxacinu 75 (35,2 %), ke kyselině oxoUnové 95 (44,6 %), ke gentamicinu 54 (25,4 %), k chloramfenikoíu 72 (33^8 %). Mnoohem menší rezistenci vykazovah kmeny k cefotaximu - 8 (3,8 %), ceftazidimu - 8 (3,8%), amoxicilinu s klavulanátem - 17 (8,0 %) a aztreonamu - 8 (3,8 %). Nebyl nalezen žádný kmen rezistentní ke karbapenemům. Produkce širokospektré β-laktamázy ESBL byla prokázána u 8 kmenů P. mirabilis. Z celkového počtu 213 kmenů tvořilo biofilm 28 (13,1 %) kmenů P. mirabilis. Závěr: Výrazně častěji se P. mirabilis objevoval v močích starších pacientů a u mužů. Tvorba biofilmu u močových kmenů P. mirabilis byla poměrně nízká. Zkoumané kmeny vykazovaly rezistenci hlavně k beta-laktamovým antibiotikům a chinolonům, v případě ostatních antibiotik byla rezistence nižší.
Background: In the rather rare urinary pathogen Proteus mirabilis resistance to antibiotics and ability to form biofilm were studied. Material and methods: The strains Proteus mirabilis were isolated from urine samples from ambulatory and hospitalized patients diagnosed with urinary tract infection (UTI) between April 2008 and April 2010. Resistance to antibiotics was investigated using a disk diffusion antimicrobial susceptibility test. Biofilm formation was demonstrated by modified Christensen method. Results: Two hundred and thirteen of P. mirabilis strains were tested. Eighty-two (38.5 %) strains were resistant to ampicillin, 49 (23.0 %) to cefalotin, 83 (39.0 %) to sulfamethoxazole/trimetoprim, 75 (35.2 %) to ciprofloxacin, 95 (44.6 %) to oxolinic acid, 54 (25.4 %) to gentamicin, and 72 (33.8 %) to chloramphenicol. There was significantly lower resistance to cefotaxime - 8 strains (3.8 %), ceftazidime - 8 (3.8 %), amoxicillin/clavulanic acid 17 (8.0 %) and aztreonam - 8 (3.8 %). No resistance to imipenem as well as to meropenem was found. Eight P. mirabiJis strains were found to produce extended-spectrum beta-lactamase (ESBL). From the total of 213 strains tested, 28 (13.1 %) were able to form a biofilm. Conclusions: P. mirabiJis was found to be more frequent in urine of men and older patients. Biofilm formation in urinary P. mirabilis strains was relatively low. The strains showed higher resistance to beta-lactams and quinolones; in the other cases, resistance was low.
- Klíčová slova
- infekce močových cest,
- MeSH
- bakteriální léková rezistence MeSH
- biofilmy MeSH
- infekce bakteriemi rodu Proteus farmakoterapie mikrobiologie MeSH
- infekce močového ústrojí farmakoterapie mikrobiologie MeSH
- lidé MeSH
- mikrobiální testy citlivosti MeSH
- moč mikrobiologie MeSH
- Proteus mirabilis fyziologie izolace a purifikace účinky léků MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
