Prevalence of symptomatic urinary tract infection and bacterial spectrum of diabetic and non-diabetic patients at the two teaching hospitals in Enugu, Nigeria

Abstract

Background: Diabetes mellitus is a group of metabolic disorder characterized by relative or absolute lack of insulin. When this condition is not properly managed, it can lead to complications that make diabetic patients vulnerable to urinary tract infections (UTI). The objectives of this study are to determine the prevalence of microbiologically confirmed UTI and the spectrum of uropathogens in diabetic and non-diabetic patients with clinical features of UTI attending the two tertiary hospitals in Enugu State, Nigeria.

Methodology: Clean catch specimen of single mid-stream urine sample was collected from each of 60 (22 males, 38 females) diabetic and 60 (22 males, 38 females) non-diabetic patients enrolled using stratified random sampling method. The samples were cultured on standard microbiological culture media (MacConkey and Blood agar plates) and incubated aerobically at 37◦C for 24 hours. Plates with significant bacteria growth (>105 CFU/ml) were processed further for bacterial identification using conventional biochemical test scheme. Antibiotic susceptibility test (AST) of each isolate to 17 selected antibiotics was performed by the modified disc diffusion method.

Results: Of the total 120 patients enrolled, 101 had bacterial pathogens isolated from their voided urine samples; 51 of 60 (85.0%) diabetics and 50 of 60 (83.3%) non-diabetics (p=0.802). Bacteria were isolated in 59.1% (13/22) of diabetic and 54.5% (12/22) of non-diabetic male patients compared to 100% (38/38) isolation rate in diabetic and non-diabetic female patients. The most frequently isolated bacteria in the diabetic patients were Proteus spp (18.6%), Klebsiella spp (16.9%) and Escherichia coli (15.5%) while the most frequently isolated bacteria among the non-diabetic patients were E. coli (30.0%), Proteus spp (26.3%) and Enterobacter spp (14.0%). Apart from Klebsiella spp which was more frequently isolated from the diabetic (16.9%) than non-diabetic patients (6%) (p=0.039), the frequency other bacterial pathogen isolation such as Proteus spp, E. coli, Enterobacter spp, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Enterococcus spp was not significantly different between the two population groups (p>0.05). The Gram-positive and Gram-negative bacteria were highly sensitive to imipenem in both diabetic and non-diabetic patients, but the isolates from both study groups exhibited low susceptibility to amoxicillin, nitrofuran- toin, cefixime and cefuroxime.

Conclusion: Although the overall frequency of bacterial pathogen isolation in the diabetic and non-diabetic patients was not significantly different, females had a higher pathogen isolation rate than the males, and diabetic females had a higher frequency of polymicrobial infections compared to non-diabetic females and the male population. The high antimicrobial resistance of the isolated bacteria pathogens underscores the need for clinical microbiology laboratory testings to optimize the management of UTI in diabetic patients.

French title: Prévalence des infections urinaires symptomatiques et spectre bactérien des patients diabétiques et non diabétiques dans les deux hôpitaux universitaires d'Enugu, au Nigeria

Contexte: Le diabète sucré est un groupe de troubles métaboliques caractérisés par un manque relatif ou absolu d'insuline. Lorsque cette condition n'est pas correctement gérée, elle peut entraîner des complications qui rendent les patients diabétiques vulnérables aux infections des voies urinaires (UTI). Les objectifs de cette étude sont de déterminer la prévalence des infections urinaires confirmées microbiologiquement et le spectre des uropathogènes chez les patients diabétiques et non diabétiques présentant des caractéristiques cliniques des infections urinaires fréquentant les deux hôpitaux tertiaires de l'État d'Enugu, au Nigeria.

Méthodologie: Un échantillon de capture propre d'un seul échantillon d'urine à mi-jet a été prélevé sur chacun des 60 (22 hommes, 38 femmes) patients diabétiques et 60 (22 hommes, 38 femmes) patients non diabétiques inscrits à l'aide d'une méthode d'échantillonnage aléatoire stratifié. Les échantillons ont été cultivés sur des milieux de culture microbiologiques standard (plaques de gélose MacConkey et Blood) et incubés en aérobie à 37°C pendant 24 heures. Les plaques avec une croissance bactérienne significative (>105 CFU/ml) ont été traitées davantage pour l'identification bactérienne en utilisant un schéma de test biochimique conventionnel. Le test de sensibilité aux antibiotiques (AST) de chaque isolat à 17 antibiotiques sélectionnés a été réalisé par la méthode de diffusion sur disque modifiée.

Résultats: Sur un total de 120 patients recrutés, 101 avaient des agents pathogènes bactériens isolés de leurs échantillons d'urine évacués; 51 des 60 (85,0%) diabétiques et 50 des 60 (83,3%) des non-diabétiques (p=0,802). Les bactéries ont été isolées chez 59,1% (13/22) des patients diabétiques et 54,5% (12/22) des hommes non diabétiques contre un taux d'isolement de 100% (38/38) chez les femmes diabétiques et non diabétiques. Les bactéries les plus fréquemment isolées chez les patients diabétiques étaient Proteus spp (18,6%), Klebsiella spp (16,9%) et Escherichia coli (15,5%) tandis que les bactéries les plus fréquemment isolées chez les patients non diabétiques étaient E. coli (30,0%), Proteus spp (26,3%) et Enterobacter spp (14,0%). Hormis Klebsiella spp qui était plus fréquemment isolé chez les diabétiques (16,9%) que les patients non diabétiques (6%) (p=0,039), la fréquence d'isolement d'autres agents pathogènes bactériens tels que Proteus spp, E. coli, Enterobacter spp, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus et Enterococcus spp n'étaient pas significativement différents entre les deux groupes de population (p>0,05). Les bactéries Gram-positives et Gram-négatives étaient très sensibles à l'imipénème chez les patients diabétiques et non diabétiques, mais les isolats des deux groupes d'étude présentaient une faible sensibilité à l'amoxicilline, à la nitrofurantoïne, au céfixime et à la céfuroxime.

Conclusion: Bien que la fréquence globale d'isolement des agents pathogènes bactériens chez les patients diabétiques et non diabétiques n'était pas significativement différente, les femmes avaient un taux d'isolement des agents pathogènes plus élevé que les hommes, et les femmes diabétiques avaient une fréquence plus élevée d'infections polymicrobiennes par rapport aux femmes non diabétiques. et la population masculine. La haute résistance antimicrobienne des bactéries pathogènes isolées souligne la nécessité de tests de laboratoire de microbiologie clinique pour optimiser la gestion des infections urinaires chez les patients diabétiques.