Prevalence and factors associated with extended-spectrum βlactamase producing Enterobacteriaceae bacteraemia in University Hospital of Befelatanana, Madagascar

Abstract

Background: The extended-spectrum β-lactamase (ESBL) producing Enterobacteriaceae are a major cause of nosocomial bacteraemia. The objectives of this study are to describe the antibiotic resistance pattern of ESBL producing Enterobacteriaceae responsible for bacteraemia and identify factors associated with these infections in a University Hospital in Madagascar.
Methodology: This is a descriptive cross-sectional study of 300 randomly selected patients with clinical features of bacteraemia whose blood cultures were processed for isolation and identification of bacterial pathogens over a period of six months (October 2019 to March 2020) at the laboratory of the University Hospital of Befelatanana. Blood culture samples were processed by conventional microbiological method for isolation of Enterobacteriaceae, which were identified to species level using Analytical Profile Index (API) 20E® test system. Antibiotic susceptibility of each isolate was performed by the disk diffusion technique and ESBL production was detected by the ‘synergy’ method.
Results: Of the 300 patients, 54 were positive for bacteria, giving a prevalence rate of 18% for microbiologically documented bacteraemia. Of the 54 bacterial pathogens, Enterobacteriaceae isolates constituted 37 (68.5%), with 23 (42.6%) being ESBL producing and 14 (25.9%) non-ESBL producing isolates, 14 (25.9%) were staphylococci and 3 (5.6%) were streptococci isolates. All 23 (100%) ESBL producing Enterobacteriaceae isolates were resistant to amoxicillin, amoxicillin-clavulanic acid and the third generation cephalosporins (3GC), 19 (82.6%) to gentamycin and 18 (78.3%) to cotrimoxazole. On the other hand, the non-ESBL producing isolates were more sensitive because only 10 (71%) were resistant to amoxicillin, 7 (50%)
to cotrimoxazole, 2 (14%) to amoxicillin-clavulanic acid, 1 (7.1%) to gentamycin, and none (0%) was resistant to 3GC. All 54 Enterobacteriaceae isolates were sensitive to amikacin and imipenem. Age less than 20 years (93.8%) (p=0.001) and hospitalization in intensive care units (90.9%) (p=0.04) were significant risk factors associated with infection by ESBL producing Enterobacteriaceae.
Conclusion: ESBL producing Enterobacteriaceae responsible for bacteraemia in University Hospital of Befelatanana, Madagascar, are resistant to many classes of antibiotics. Carbapenems and amikacin are the antibiotics of choice.

Keywords: ESBL, Enterobacteriaceae, bacteraemia, antibiotic resistance

French Title: Prévalence et facteurs associés à la bactériémie à entérobactéries productrices de β-lactamases à spectre étendu dans l'hôpital universitaire de Befelatanana, Madagascar

Contexte: Les entérobactéries productrices de β-lactamases à spectre étendu (BLSE) sont une cause majeure
de bactériémie nosocomiale. Les objectifs de cette étude sont de décrire le profil de résistance aux antibiotiques des entérobactéries productrices de BLSE responsables de bactériémie et d'identifier les facteurs associés à ces infections dans un hôpital universitaire de Madagascar.
Méthodologie: Il s'agit d'une étude transversale descriptive de 300 patients sélectionnés au hasard présentant
des caractéristiques cliniques de bactériémie dont les hémocultures ont été traitées pour l'isolement et
l'identification des bactéries pathogènes sur une période de six mois (octobre 2019 à mars 2020) au laboratoire
du Hôpital universitaire de Befelatanana. Les échantillons d'hémoculture ont été traités par une méthode
microbiologique conventionnelle pour l'isolement des entérobactéries, qui ont été identifiées au niveau de
l'espèce à l'aide du système de test Analytical Profile Index (API) 20E®. La sensibilité aux antibiotiques de
chaque isolat a été réalisée par la technique de diffusion sur disque et la production de BLSE a été détectée par
la méthode «synergie».
Résultats: Sur les 300 patients, 54 étaient positifs pour les bactéries, ce qui donne un taux de prévalence de
18% pour une bactériémie microbiologiquement documentée. Parmi les 54 bactéries pathogènes, les isolats
d'entérobactéries constituaient 37 (68,5%), 23 (42,6%) produisant des BLSE et 14 (25,9%) isolats ne
produisant pas de BLSE, 14 (25,9%) étaient des staphylocoques et 3 (5,6%) l'étaient isolats de streptocoques.
Les 23 isolats (100%) de BLSE produisant des Enterobacteriaceae étaient tous résistants à l'amoxicilline, à
l'amoxicilline-acide clavulanique et aux céphalosporines de troisième génération (3GC), 19 (82,6%) à la
gentamycine et 18 (78,3%) au cotrimoxazole. En revanche, les isolats non producteurs de BLSE étaient plus
sensibles car seuls 10 (71%) étaient résistants à l'amoxicilline, 7 (50%) au cotrimoxazole, 2 (14%) à
l'amoxicilline-acide clavulanique, 1 (7,1%) à la gentamycine, et aucun (0%) n'était résistant à la 3GC. Les 54
isolats d'Enterobacteriaceae étaient tous sensibles à l'amikacine et à l'imipénème. L'âge de moins de 20 ans
(93,8%) (p=0,001) et l'hospitalisation en unité de soins intensifs (90,9%) (p=0,04) étaient des facteurs de
risque importants associés à l'infection par les entérobactéries productrices de BLSE.
Conclusion: Les entérobactéries productrices de BLSE responsables de bactériémie à l'hôpital universitaire de
Befelatanana, Madagascar, sont résistantes à de nombreuses classes d'antibiotiques. Les carbapénèmes et
l'amikacine sont les antibiotiques de choix.

Mots clés: BLSE, entérobactéries, bactériémie, résistance aux antibiotiques