Introducción

Las infecciones asociadas a los cuidados de la salud, particularmente aquellas relacionadas con microorganismos multirresistentes son en la actualidad, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el estudio de ^{Shrivastava et al., 2018}, un problema que va incrementándose en el sector salud. El laboratorio de microbiología se ha convertido en una herramienta dentro de los programas de control o prevención de la transmisión de infecciones de microorganismos, ya que permite reducir el costo y uso de antibióticos, así como aumentar la eficiencia en la unidad hospitalaria al optimizar las alternativas de tratamiento contra dichas infecciones y disminuir los casos de contagio.

La sensibilidad de un microorganismo es determinada por la concentración mínima inhibitoria (CMI), que es la menor concentración del agente antimicrobiano, capaz de inhibir el desarrollo del microorganismo (^{Livermore et al., 2005}). Dicha concentración indica la capacidad de los antibióticos de inhibir el crecimiento bacteriano; es decir, entre más baja sea la CMI equivale a un mejor potencial antibiótico (^{Livermore et al., 2005}; ^{Livermore et al., 2007}; ^{Angel et al., 2009}).

Se ha demostrado que las bacterias tienen una gran capacidad de adaptación a la presencia de sustancias antibióticas que encuentran en su ambiente. Las mutaciones en ciertos genes, así como sus secuencias de inserción, explican la resistencia a diversos antibióticos. De hecho, se han registrado mutaciones que modifican las proteínas blanco para penicilinas, cloranfenicol, tetraciclina, etc., que determinan un fenotipo de resistencia a dichos antibióticos (^{Yanat et al., 2017}).

La mutación a nivel DNA plasmídico también se hace presente. En este caso las betalactamasas, enzimas que hidrolizan los anillos betalactámicos de antibióticos como la ampicilina, amoxicilina, etc., juegan un papel importante. A su vez, las betalactamasas de espectro extendido (BLEE) hidrolizan cefalosporinas de tercera y cuarta generación además de monobactámicos como el Aztreonam (por ejemplo, blaTEM, blaSHV, blaCTX-M) (^{Stewart y Costerton, 2001}).

E. coli es la bacteria mayormente aislada dentro del Centro Médico ISSEMyM en la ciudad de Toluca, México, por lo que es indispensable conocer la microbiología local de cada una de las instituciones de salud, así como la distribución de microorganismos multirresistentes entre sus áreas operativas para el control de las infecciones asociadas a cuidados de la salud.

2. Escherichia coli BLEE

En los años noventa, las principales BLEE eran TEM y SHV aislándose de Klebsiella pneumoniae. Hoy la prevalencia y distribución de bacterias productoras de BLEEs en el ámbito hospitalario y extrahospitalario ha cambiado notablemente. Es el caso de E. coli aislada de muestras urinarias extrahospitalarias, bacteria que contiene BLEEs del tipo cefotaximasas (CTX-M) (^{Martínez-Martínez y Calvo, 2010}; ^{Diestra et al. 2008}; ^{Livermore et al., 2005}; ^{Livermore et al., 2007}; ^{Fariñas y Martínez-Martínez, 2013}).

Ciertos alimentos de origen animal, en especial aves, podrían ser la principal fuente de transmisión de BLEE, ya que incrementan su porcentaje de posible infección (^{Goossens y Grabein, 2005}; ^{Warren et al., 2008}; ^{Smet et al., 2008}; ^{Lavilla et al., 2008}). De hecho, el incremento en el número de aislamientos de bacterias BLEE en la actualidad se maneja en diversos estudios teniendo la presencia de TEM, SHV y OXA (menor proporción), por citar algunos ejemplos (^{Pitout et al., 2015}; ^{Shaikhs et al., 2015}). En 1989 se describió una nueva familia de BLEE llamada CTX-M por conferir resistencia sobre todo a la cefotaxima. Así como esta familia BLEE, se conocen hasta la fecha otras 65 variantes de BLEE presentes en enterobacterias (^{Cantón y Cobo, 2009}).

En estudios anteriores, por ejemplo, uno efectuado en el Hospital Dr. José Eleuterio González en Monterrey, México entre 2006 y 2009, ya se reportaba una alta presencia de Klebsiella pneumoniae (35-37%), Enterobacter cloacae (35-36%), Escherichia coli (29-30%) y Serratia marcescens (20-20.5%) (^{Meyer et al., 2009}; ^{Garza-González et al., 2011}; ^{Morfín-Otero et al., 2013}). En este mismo hospital, en 2012, se evaluaron los factores de riesgo de desarrollo de BLEE y se concluyó que la administración previa de cefalosporinas de amplio espectro fue el factor de riesgo más importante para la producción de estos microorganismos (^{Muro et al., 2012}).

De acuerdo con este contexto, el objetivo de este artículo es proporcionar información adecuada sobre la incidencia de E. coli productora de betalactamasas de espectro extendido en el Centro Médico ISSEMyM de Toluca y su diseminación entre las distintas áreas para crear estrategias de capacitación, concientización control y prevención dentro del hospital. Debido a esto, nos centramos en analizar las resistencias bacterianas por medio de los antibiogramas, la variabilidad de pruebas bioquímicas (identificación fenotípica), las interacciones entre áreas del hospital, además de observar la incidencia y prevalencia de cepas multirresistentes.

3. Métodos

Se diseñó un estudio observacional y retrospectivo en un periodo de seis meses (julio-diciembre de 2017). De 2 084 cultivos positivos a microorganismos bacterianos, se obtuvieron 135 cepas E. coli productoras de BLEE, de las cuales se examinaron los antibiogramas y pruebas bioquímicas (media, porcentajes del total de cepas sin distinción de áreas), se les dotó de un código para poderse comparar entre sí (se ordenaron las resistencias y se colocaron de manera binaria con la presencia o ausencia de las pruebas bioquímicas para registrar la concordancia o, en dado caso, el aumento de resistencia en cepas de mismas concordancias de las pruebas bioquímicas) y así observar su distribución en cinco áreas del hospital con mayor índice de pacientes (nefrología, cirugía general, medicina interna, urología y urgencias). Este proceso se llevó a cabo con el objetivo de evaluar la concordancia de cepas entre áreas y de realizar un análisis de varianza (ANOVA).

Estas cepas fueron aisladas de diferentes cultivos (hemocultivos, urocultivos, secreción por uso de sonda, secreción por absceso en pared abdominal, secreción de herida quirúrgica, líquido peritoneal, líquido ascítico, exudado bronquial) del Centro Médico ISSEMyM en Toluca, México.

Los datos fueron identificados por el equipo VITEK®2 Compact (BioMérieux) teniendo insertos con las pruebas bioquímicas (APPA: Ala-Phe-Pro-arilamidasa, ADO: adonitol, PyrA: L-pirrolidonil-arilamidasa, IARL: L-arabitol, dCEL: D-celobiosa, BGAL: beta-galactosidasa, H₂S: producción de H₂S, BNAG: beta-N-acetil-glucosaminidasa, AGLTp: glutamilarilamidasapNA, dGLU: D-glucosa, GGT: gamma glutamiltransferasa, OFF: fermentación de glucosa, BGLU: beta glucosidasa, dMAL: D-maltosa, dMAN: D-manitol, dMNE: D-manosa, BXYL: beta xilosidasa, BAlap: beta alaninaarilamidasapNA, ProA: L-prolinaarilamidasa, lip: peroxidasa, PLE: palatinosa, TyrA: tirosina arilamidasa, URE: ureasa, dSOR: sorbitol, SAC: sacarosa, dTAG: D-tagatosa, dTRE: D-trealosa, CIT: citrato, MNT: malonato, 5KG: 5-ceto-D-gluconato, ILATK: alcalinización de L-lactato, AGLU: alfa glucosidasa, SUCT: alcalinización de succinato, NAGA: beta-N-acetil-galactosaminidasa, AGAL: alfa galactosidasa, PHOS: fosfatasa, GlyA: glicina arilamidasa, ODC: ornitina descarboxilasa, LDC: lisina descarboxilasa, IHISa: L-histidina, CMT: cumarato, BGUR: beta glucoronidasa, O129R: resistencia O/129 vibrio, GGAA: Glu-Gli-Argarilamidasa, IMLTa: L-malato, ELLM: Ellman, ILATa: L-lactato).

Adicionalmente, para los antibiogramas, se evaluaron a los antibióticos de las familias como aminoglucósidos, betalactámicos (cefalosporinas de tercera y cuarta generación), monobactámicos, carbapenémicos, quinolonas, sulfamidas, tetraciclinas, nitrofuranos, combinaciones de antibióticos (usadas para lograr sinergia antimicrobiana, para ampliar el espectro antimicrobiano o para prevenir la aparición de resistencia).

En este sentido, una cepa productora de BLEE será aquella que hidroliza betalactámicos (penicilinas y cefalosporinas de amplio espectro) y monobactámicos. Estos datos se analizaron estadísticamente en el paquete estadístico R-Studio versión 3.4.4 (2018) usando módulos para la construcción de modelos lineales (aditivos y de interacción), así como sus herramientas de análisis de varianza (ANOVA) de dos factores, la prueba de Bartlett para homocedasticidad (sino existe diferencia entre varianzas) y el uso de gráficos para evaluar la interacción entre áreas y antibióticos.

En cuanto a criterios de exclusión del análisis, no fueron considerados cultivos con desarrollo polibacteriano, cultivos reportados como contaminados o en los que no se reportó antibiograma y que no fueran E. coli BLEE.

4. Resultados

En el Centro Médico ISSEMyM de Toluca se realizó un aislamiento total de microorganismos de 2 084 cultivos positivos a microorganismos en general. Al respecto, las enterobacterias tuvieron una incidencia de 57% como E. coli, Escherichia fergusonii, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas fluorescens, Proteus spp., Serratia marcescens, Shigella spp., Salmonella spp., donde el 45% fue E. coli y del que 135 cepas (4.58%) fueron E. coli BLEE aisladas de diferentes cultivos (hemocultivos, urocultivos, secreción por uso de sonda, secreción por absceso en pared abdominal, secreción de herida quirúrgica, líquido peritoneal, líquido ascítico, exudado bronquial) del Centro Médico ISSEMyM Toluca.

Para el análisis de los datos dentro del hospital se tomaron medidas estadísticas de tendencia central. En resumen, la media de edad de los pacientes fue de 61 años (el 56.30% es femenino y el 43.70% es masculino). Las 135 muestras fueron aisladas de diferentes áreas hospitalarias, de donde se obtuvieron 37 casos de medicina interna, 28 de urología, 16 de urgencias, 14 de cirugía general, 12 de nefrología, 6 de geriatría, 5 de cuidados intensivos, 4 de traumatología, 3 de infectología, 3 de gastroenterología, 3 de trasplantes, 2 de reumatología, 1 de neurología y 1 de diálisis (cuadro 1 y anexo A).

Por ello, en el cuadro 1 y en el anexo A se muestra que las cepas de E. coli son multirresistentes (BLEE) a diferentes antibióticos (penicilinas y cefalosporinas de tercera generación), además de sus pruebas bioquímicas (fenotípicas) pertinentes que ayudaron a comparar si existen variaciones entre ellas por medio de la asignación de dos códigos (el primero usando los antibiogramas y el segundo por sus pruebas bioquímicas) para precisar si existía diseminación de las cepas aisladas entre las áreas del Centro Médico, así como en qué áreas y de qué tipo de cultivo fueron aisladas las cepas para tener una relación de éstas que tuviesen una concordancia del código de bioquímicas con el de resistencia antibiótica (anexo A).

Una vez codificadas las cepas de cada área, se llevó a cabo un ANOVA de dos factores para obtención del valor F y de esta manera observar si existía interacción entre las áreas hospitalarias y los antibióticos suministrados sin tomar en cuenta el tipo de muestra aislada. Al separar el experimento por áreas hospitalarias, se encontró que, para las áreas de cirugía general, urgencias y nefrología existe un valor de F = 1.1939 y p = 0.2227, mientras que en las áreas de medicina interna y urología hay un valor de F = 0.4905, p = 0.9462. En conjunto, las cinco áreas anteriores (cirugía general, urgencias, nefrología, medicina interna y urología) obtienen un valor de F = 1.1669 y p = 0.1866. Por ello, puede concluirse que no existen diferencias significativas (teniendo que 0.10 < p sería valor contundente para observar una diferencia significativa) en la prevalencia de E. coli productora de BLEEs entre las áreas comparadas.

La prueba de Bartlett para el conjunto de las cinco áreas mostró la existencia de homocedasticidad (es decir, diferencia de varianzas) y pone a la vista que existen diferencias estadísticamente significativas de homocedasticidad entre las áreas al obtenerse valores K = 16.862, p = 0.002056 en la prueba.

En relación con la bibliografía mexicana en 2015, la prevalencia de E. coli productora de BLEE en las infecciones urinarias fue del 7.1% frente al 14.6% en 2016 (^{Pérez Heras et al., 2017}).

En el anexo A se muestra la concordancia entre los códigos de bioquímicas al compararse entre sí y además con los códigos de la resistencia antibiótica. La hipótesis de este artículo es que la concordancia podría deberse a diversos factores como la difusión provocada por el acarreo de material sucio por parte del personal afanador, pero aún necesitaría corroborarse con el monitoreo de cultivos ambientales dentro del hospital, además de observar y analizar si el tipo de muestra aislada influye en adición a las áreas estudiadas, entre otras medidas.

Para este estudio, sólo se puso en ejecución el análisis de cinco áreas (cirugía general, medicina interna, nefrología, urgencias y urología) por cada antibiótico usado para el antibiograma de las cepas aisladas con el objetivo de analizar interacción de antibióticos con las áreas del hospital. Esto permite saber en qué áreas el tratamiento comienza a ser deficiente, constante o adecuado (figura 1). Por ejemplo, para el caso de ampicilina y carbapenémicos, como existe una sensibilidad alta, se mantiene constante la dosis entre áreas en contraste con cefalosporinas de tercera generación, donde se requieren mayores concentraciones en las áreas de cirugía general y urgencias a fin de mantener un efecto similar.

Además, se identificaron diferencias en la fermentación de carbohidratos entre microorganismos de la misma cepa que podría deberse a la existencia de patotipos de este microorganismo; por ello, se recomendaría realizar la tipificación correspondiente, así como observar qué tipo de enzimas BLEE están presentes en estas cepas y si existe relación alguna con la resistencia bacteriana.

Fuente: elaboración propia. Nota: varind = media inhibición en mm del antibiótico por área, cirgral = cirugía general, M. I. = medicina interna, nefro = nefrología, urge = urgencias, uro = urología, Amica = amicacina, Ampi = ampicilina, AmpSurba = ampicilina/sulbactam), Aztreo = aztreonam, Cefazo = cefazolina, Ceftri = ceftriaxona, Cepima = cefepima, Ciprof = ciprofloxacino, Ertap = ertapenem, Genta = gentamicina, Merop = meropenem), nitrof = nitrofurantoín0a, PipeTazo = piperacilina/tazobactam), Tige = tigeciclina), Tobra = tobramicina, Trimet = Trimetroprim-Sulfametoxazol.

Figura 1 Diagrama de interacción entre antibióticos y áreas de servicio 

5. Discusión

La presencia de microorganismos multirresistentes se incrementa cada día y tiene como principal mecanismo la portación de enzimas que hidrolizan a ciertos antibióticos de acuerdo con la OMS o ^{WHO (2012)}. E. coli BLEE es a menudo uno de los microorganismos más implicados en enfermedades gastrointestinales causantes de diarrea y de infecciones urinarias, por lo cual el objetivo de este trabajo era conocer el patrón de resistencia local (Toluca) que facilitase la toma de decisiones clínicas para disminuir el incremento de multirresistencia bacteriana y con base en esto proporcionar al paciente un mejor tratamiento, aunado a una disminución del costo en el ámbito hospitalario.

De acuerdo con este preámbulo, E. coli es el microorganismo mayormente aislado en este hospital y que en una proporción produce BLEE, además de que a partir del análisis de sus pruebas bioquímicas y resistencias se pudo revisar que existe una posible diseminación entre áreas aumentando en las concordancias de cepas bacterianas la resistencia, aunque faltaría discutir si el tipo de muestras aisladas también está implicado, además del análisis entre áreas con los antibióticos suministrados que al menos en este estudio no tuvo diferencias significativas.

Dicho lo anterior, proponemos que en cada institución de salud exista un monitoreo de las cepas resistentes con mayor aislamiento, capacitación del personal médico, paramédico y afanador para evitar el esparcimiento de estas bacterias entre áreas, así como su adecuado desecho. También habría que considerar capacitaciones para garantizar inocuidad, prevenir la contaminación cruzada, evitar la rotación de sanitizantes en el personal de limpieza y así disminuir las causas y casos de infecciones asociadas a los cuidados de la salud de acuerdo con los lineamientos de la OMS.

Algunas acciones de epidemiologia hospitalaria recomendadas para limitar la diseminación y control de infecciones asociadas a los cuidados de salud, como las causadas por microorganismos multirresistentes, son proveer a los pabellones de atención a pacientes una ventilación adecuada, restricción de visitantes y de personal, desinfección diaria y, al final de estadía, reducir al mínimo el traslado de personal y de pacientes dentro de un pabellón, detectar los casos sin demora, especialmente si son remitidos de otro hospital, aislar a los pacientes infectados o colonizados en una sola habitación o en unidad de aislamiento o formar cohortes con esos pacientes en un pabellón más grande, reforzar las disposiciones sobre lavado de las manos que debe cumplir el personal después del contacto con pacientes infectados o colonizados y considerar la posibilidad de usar un agente antiséptico para el lavado de las manos, entre otras medidas (como la ^{NOM-017-SSA2-2012} para la vigilancia epidemiológica).

Prospectiva

Debido al incesante incremento de cepas multirresistentes es necesario tomar cartas en el asunto, sobretodo en complementar información de todas las áreas dentro del hospital con monitoreo microbiologico constante en áreas de pacientes, además de un control epidemiológico y de tratamiento en conjunto con los médicos al prescribir medicamentos teniendo una vigilancia activa, capacitación y una optimización de la dosificación, aunado a un diagnóstico rápido y eficaz. En este sentido, las pruebas moleculares rápidas son necesarias para complementar las pruebas fenotípicas y de susceptibilidad antimicrobiana dado que se pueden identificar genes cromosomales o plasmídicos, disminuyendo el tiempo para el tratamiento adecuado y un costo-beneficio para el sector salud y el paciente y sobretodo no seguir gestionando la multirresistencia bacteriana. Sumado a estas medidas, también sería importante que otros sectores como el agropecuario puedan regular las prescripciones de antibióticos en ganado de consumo humano.