Background: The aim of this study was to assess the susceptibility to penicillin of Streptococcus pneumoniae clinical strains and to analyze the association between penicillin resistance and cefotaxime and cefixime activity in S. pneumoniae isolates with decreased sensitivity to penicillin.
Methods: 301 S. pneumoniae clinical strains were isolated from patients during 1995-1996. Susceptibility to penicillin, cefotaxime, cefepime, erythromycin, chloramphenicol, tetracycline, cotrimoxazole and ciprofloxacin were studied.
Results: 38.2% isolates were penicillin-susceptible and 61.8% were penicillin-resistant; 20.6% showed high-level resistance. Resistance rates to erythromycin, chloramphenicol, tetracycline, cotrimoxazole and ciprofloxacin were, respectively, 30.9, 30.2, 40.9, 66.4, and 13.3% overall, and 54.8, 54.8, 61.3, and 93.5% in the 62 strains with high-level resistance to penicillin. Strains resistant to cefotaxime and cefepime were 13.9 and 14.9%, respectively. MIC50 and MIC90 for cefotaxime and cefepime in penicillin-resistant strains were 0.5 and 1 mg/ml.
Conclusions: A high proportion of S. pneumoniae isolates showed resistance to penicillin, in agreement with other Spanish reports. Moreover, resistance to penicillin was significantly associated (p < 0.001) with resistance to erythromycin, chloramphenicol, tetracycline and cotrimoxazole, but not with ciprofloxacin. MIC50 and MIC90 for cefotaxime and cefepime were similar, and lower than those for penicillin in penicillin-resistant pneumococci strains.
Introducción
Streptococcus pneumoniae es un agente etiológico común de neumonía y meningitis adquirida en la comunidad, especialmente en adultos, y otitis media aguda en niños, siendo una causa importante de morbimortalidad en humanos. El reciente incremento en la prevalencia de S. pneumoniae resistente a penicilina1,2 y la aparición de aislamientos resistentes a las cefalosporinas de tercera generación que se ha relacionado con fracasos de tratamiento, particularmente en meningitis3-5, unido a los altos porcentajes de resistencia a otros antimicrobianos, como macrólidos, cotrimoxazol y tetraciclinas6,7, acentúa la necesidad de mantener una vigilancia activa con el fin de contar con datos actualizados de sensibilidad antimicrobiana para identificar cambios en los patrones de resistencia y poder establecer el tratamiento más adecuado.
Este estudio se planteó para conocer la resistencia a penicilina, eritromicina, tetraciclina, cloramfenicol, cotrimoxazol y ciprofloxacino de cepas de S. pneumoniae aisladas en nuestro medio, observando la posible asociación de resistencia a penicilina con los citados antimicrobianos. Asimismo, se determinó la sensibilidad a cefotaxima y cefepima, analizando la actividad de dichas cefalosporinas en las cepas de S. pneumoniae con algún grado de resistencia a penicilina.
Material y métodos
Se estudiaron 301 cepas de S. pneumoniae obtenidas a partir de productos patológicos de pacientes hospitalizados y ambulatorios entre enero de 1995 y diciembre de 1996. De éstas, 209 cepas se aislaron en el Laboratorio de Microbiología del Hospital Clínico Universitario de Zaragoza (HCU) y 92 cepas en el Laboratorio de Microbiología del Hospital Comarcal de Alcañiz (Teruel) (HCA).
Las muestras se obtuvieron en 148 niños con una edad inferior a 15 años, 113 adultos y en 40 pacientes no fue posible conocer la edad; dichas muestras procedieron de tracto respiratorio superior (n = 247), exudados conjuntivales (n = 26), hemocultivos (n = 13), tracto respiratorio inferior (n = 11) y exudados de herida quirúrgica (n = 4).
Siguiendo las normas del National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) se definieron como cepas sensibles a penicilina aquellas con una concentración inhibitoria mínima (CIM) ¾ 0,06 µg/ml; cepas con resistencia intermedia aquellas con una CIM entre 0,1 y 1 µg/ml y cepas con resistencia de alto grado a las que presentaban una CIM >= 2 µg/ml8.
En todos los aislamientos se determinó la CIM a penicilina, cefotaxima y cefepima mediante el método E-test (AB Biodisk). En las 209 cepas de S. pneumoniae procedentes del HCU de Zaragoza se estudiaron las CIM por el sistema de microdilución comercial PASCO (Difco), siguiendo las recomendaciones del NCCLS8. En las 92 cepas de S. pneumoniae que se obtuvieron en el HCA se realizaron antibiogramas, con los siguientes discos: oxacilina (1 µg), ciprofloxacino (5 µg), cloramfenicol (30 µg), cotrimoxazol (1,25/23,75 µg), eritromicina (15 µg) y tetraciclina (30 µg) (Difco), según indicaciones del NCCLS9. Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212 y S. pneumoniae ATCC 49619 fueron utilizadas como cepas de control de calidad.
Análisis estadístico
La sensibilidad de los distintos antibióticos se expresó como variable cualitativa con dos categorías: sensible y resistente. En el caso de la penicilina, se incluyó resistencia intermedia y resistencia de alto grado como una única categoría: resistente. La asociación entre la resistencia a 2 antibióticos se analizó mediante el test de la *2. La asociación se consideró estadísticamente significativa con un valor de p < 0,05.
Resultados
Resistencia a penicilina
Las cepas de S. pneumoniae fueron clasificadas de acuerdo con las CIM a penicilina. Todos los valores de CIM fueron representados dentro del intervalo de dilución de 0,06 y 2,0 µg/ml. Del total de cepas aisladas, 115 fueron sensibles a penicilina (38,2%), 124 mostraron resistencia intermedia (41,2%) y 62 fueron cepas con alto grado de resistencia a penicilina (20,6%). No existieron diferencias significativas en los porcentajes de sensibilidad a la penicilina en los aislamientos procedentes de los dos centros que participaron en el estudio.
Resistencia a eritromicina, tetraciclina, cloramfenicol, cotrimoxazol y ciprofloxacino
Del total estudiado, 208 cepas de S. pneumoniae (59,1%) fueron sensibles a eritromicina y 93 (30,9%) fueron resistentes a la misma. El porcentaje total de cepas resistentes a cloramfenicol, tetraciclina, cotrimoxazol y ciprofloxacino fue del 30,2, 40,9 66,4 y 13,3%, respectivamente.
La distribución de las cepas resistentes a estos antimicrobianos según sensibilidad a penicilina se muestra en la tabla 1.
Respecto a las cepas con resistencia de alto grado a penicilina, fueron resistentes a eritromicina y cloramfenicol un 54,8%; un 61,3% lo fueron a tetraciclina y el 93,5% a cotrimoxazol. La asociación de resistencia de las cepas de S. pneumoniae a penicilina y cuatro de los antimicrobianos probados (eritromicina, cloramfenicol, tetraciclina y cotrimoxazol) fue estadísticamente significativa (p < 0,001), no siéndolo para ciprofloxacino.
Resistencia a cefotaxima y cefepima
El porcentaje total de cepas resistentes a cefotaxima y cefepima fue del 13,9 y 14,9%, respectivamente, presentando sólo una cepa resistencia de alto grado a cefotaxima y dos cepas resistencia de alto grado a cefepima. Estas tres cepas presentaron una CIM de 2 µg/ml.
En las 301 cepas de S. pneumoniae estudiadas, todos los aislamientos sensibles a penicilina fueron también sensibles a las cefalosporinas de tercera y cuarta generación probadas. La resistencia a cefalosporinas de amplio espectro ocurrió sólo en cepas con reducida sensibilidad a la penicilina. Se observó un porcentaje superior de cepas de S. pneumoniae con sensibilidad disminuida a cefotaxima y cefepima en las cepas con alto grado de resistencia a penicilina (tabla 2).
En las cepas con resistencia de alto grado a penicilina, un 38,7% presentaron algún grado de resistencia a cefotaxima y en un 41,9% se observó resistencia a cefepima, siendo dicha asociación de resistencia estadísticamente significativa (p < 0,001).
Asimismo, se observó que los valores de CIM50 y CIM90 para cefotaxima y cefepima se incrementaban con el aumento de la resistencia a penicilina, pero manteniendo CIM inferiores a la penicilina en las cepas de S. pneumoniae con resistencia de alto grado a penicilina, datos que se reflejan en la tabla 3.
Discusión
El conocimiento de los perfiles de sensibilidad y las tendencias en los patrones de resistencia observados en las cepas de S. pneumoniae puede ser de gran valor en el establecimiento de una política para el tratamiento antimicrobiano empírico de infecciones neumocócicas.
En 1967, Hansman y Bullen publicaron el caso de la primera cepa de S. pneumoniae resistente a penicilina10 y en 1977 aparecieron epidemias por cepas resistentes a penicilina y múltiples antibióticos en Sudáfrica11,12. La situación ha evolucionado en los últimos años, como en Corea, donde se han publicado las cifras más altas de resistencia a penicilina, con un 78% de los aislamientos13. En Europa, en países del este como Hungría y Rumania, se citan cifras de resistencia a penicilina del 30 y 48%, respectivamente14,15. En cuanto a las cifras de prevalencia en España, el trabajo de Liñares et al comunica un 64,4% de cepas de neumococos resistentes a penicilina16. En el trabajo de Ramos et al, sobre 102 cepas procedentes de procesos invasores, se obtiene un 58% de cepas con resistencia disminuida a penicilina, mostrando un 14% resistencia de alto grado a la misma17. Por otro lado, en el estudio multicéntrico de vigilancia correspondiente a 1996-1997 sobre 1.113 aislamientos de S. pneumoniae procedentes de pacientes con infecciones del tracto respiratorio en España, se obtuvo un 40% de cepas sensibles a penicilina (porcentaje prácticamente idéntico al obtenido en nuestro trabajo), un 24% de cepas con resistencia intermedia a penicilina y un 36% con resistencia de alto grado a la misma, mostrando un aumento en el porcentaje de cepas con resistencia de alto grado18. Asimismo, la resistencia de alto grado a penicilina se demostró más frecuente en las cepas procedentes del tracto respiratorio que en las cepas invasoras que presentaron mayores porcentajes de sensibilidad. Según nuestros resultados, el 61,8% de las cepas presentaron sensibilidad disminuida a la penicilina con un 20,6% de cepas con resistencia de alto grado a la misma, cifras que concuerdan con la tendencia global al aumento en la prevalencia de cepas resistentes a penicilina, aunque inferiores a las obtenidas en el citado estudio multicéntrico18.
En Europa, el mayor porcentaje de cepas resistentes a eritromicina se ha publicado en Francia, con cifras de 41% de cepas resistentes, y Rumania, que comunica un 31% de resistencia19,15. En España, Liñares et al en el año 1992 publican un 9,4% de cepas resistentes a eritromicina en 85 cepas clínicas20. En el año 1994, Fenoll et al en el estudio de vigilancia de ámbito nacional comunican un 18% de cepas resistentes21. En el trabajo de Liñares et al16 de 1996 se comunica un 22% de resistencia a eritromicina, y en el estudio multicéntrico anteriormente señalado se alcanza un 33,7% de cepas resistentes a eritromicina18. En nuestro trabajo se demostró la tendencia ascendente en el porcentaje de cepas resistentes a eritromicina, que alcanzó un 30,9%.
Respecto a la resistencia a tetraciclina y cloramfenicol en otros países del mundo sigue destacando Corea, con cifras del 83 y 56%, respectivamente13. En Europa debemos señalar Rumania, con porcentajes del 51 y 30%15. En España, los resultados hallados en nuestro estudio (un 40,9% de cepas resistentes a tetraciclina y un 30,2% de cepas resistentes a cloramfenicol) son similares a los obtenidos por Fenoll et al en el informe de ámbito nacional realizado en Majadahonda, con cifras del 44 y 34%21.
Haciendo referencia a cotrimoxazol en el estudio de vigilancia de ámbito nacional realizado en Francia, se obtuvo un 35% de cepas resistentes, y en Reino Unido se ha informado de un 48,4% de resistencia en un trabajo sobre 2.667 cepas19,22. En España, García de Lomas et al, en el estudio de 53 cepas procedentes de portadores, comunican un 83% de cepas resistentes a cotrimoxazol23. Se obtuvo un porcentaje menor de resistencia en el trabajo de Ramos et al17, con un 64% de cepas resistentes, cifra similar al 66,4% de resistencia a cotrimoxazol hallado en nuestro trabajo.
Respecto a la resistencia a ciprofloxacino en otros países del mundo, se han publicado en Hong Kong cifras del 12,1%24. En Europa debemos señalar el proyecto Artemis, donde se analizan cepas de tracto respiratorio de 6 países europeos, y el trabajo de Felmingham et al en el que se obtienen un 9 y un 11% de cepas de S. pneumoniae resistentes a ciprofloxacino, respectivamente25,26, cifras similares al 13,3% obtenido en nuestro estudio. Al igual que en nuestros resultados, en diferentes trabajos realizados en Canadá y los EE.UU. no se ha obtenido una diferencia significativa en el porcentaje de resistencia a ciprofloxacino en las cepas sensibles a penicilina y en las que presentaban algún grado de resistencia a penicilina27,28.
En cuanto a la prevalencia de cepas resistentes a cefotaxima, en los EE.UU. ya se ha informado de casi un 9% de cepas resistentes29,30. En España, Ramos et al17 aíslan un 16% de cepas con algún grado de resistencia, cifra similar al 13,9% obtenido en nuestros resultados, aunque con una tasa superior de cepas con resistencia de alto grado que llega al 5%, frente al 0,3% de nuestras cepas. En el ensayo multicéntrico anteriormente mencionado, el porcentaje de cepas resistentes a cefotaxima fue del 13%18.
En publicaciones iniciales realizadas en al año 1985, la actividad de cefepima frente a las cepas de S. pneumoniae era similar a la de cefotaxima, comparando su CIM50 y CIM9031-33. En el trabajo de Yee et al realizado sobre 162 cepas, el comportamiento de cefepima fue comparable a cefotaxima, tanto en las cepas con resistencia intermedia como en las de alto grado a penicilina, con CIM50 y CIM90 equivalentes, siendo por tanto idéntico el porcentaje de cepas resistentes a cefotaxima y cefepima34. Resultados semejantes aparecen en el estudio de vigilancia a lo largo de 5 años realizado por Kessler et al, donde la actividad de cefepima, cefotaxima y ceftriaxona fue la misma frente a S. pneumoniae, con un valor de CIM90 de 0,06 µg/ml35. Asimismo, en el artículo de Spangler et al, las CIM de cefotaxima y cefepima fueron muy similares para todas las cepas estudiadas, confirmándose la buena actividad de cefepima frente a las cepas resistentes de S. pneumoniae36. Por otro lado, en el estudio multicéntrico realizado por Martínez-Beltrán et al, al analizar las CIM obtenidas se observa que los resultados son comparables para cefotaxima y cefepima, tanto en las cepas de S. pneumoniae con resistencia intermedia como en las de alto grado a penicilina37. En el informe de Knudsen et al, las más potentes cefalosporinas contra neumococos fueron cefotaxima, ceftriaxona y cefepima, seguidas por cefuroxima y cefalotina. Además, estos autores observaron un mejor comportamiento in vivo de cefepima que el previsto por su actividad in vitro, lo cual no sucedió con otras cefalosporinas38. Todas estas observaciones concuerdan con nuestros resultados, en los que obtuvimos unas CIM90 similares para cefotaxima y cefepima e inferiores a las de penicilina en las cepas con resistencia de alto grado a penicilina, confirmándose una buena actividad de cefotaxima y cefepima frente a las cepas de S. pneumoniae con resistencia de alto grado a la misma.
Respecto a los factores que influyen en el aumento de la resistencia a penicilina en S. pneumoniae, se ha sugerido que la presión selectiva del patrón local de consumo antibiótico, asociada a la diseminación de clones resistentes, podrían intervenir en la propagación de la resistencia antibiótica a la misma18. Asimismo, se ha publicado un trabajo que refuerza la hipótesis de que dosis diarias bajas y prolongadas de betalactámicos orales ejercerían una presión selectiva, promoviendo el estado de portador de cepas resistentes a penicilina39.
En cuanto a la aparición de cepas de S. pneumoniae con resistencia a múltiples antimicrobianos, como ha señalado Gómez-Lus et al, uno de los mecanismos clave en la transferencia de resistencia sería la transposición conjugativa40. Entre los transposones mejor estudiados figura el Tn 1545 (tet, erm, km), cuyos determinantes de resistencia a tetraciclina, eritromicina y kanamicina explican cómo la resistencia selectiva para un solo antibiótico puede coseleccionar de manera simultánea para varios antimicrobianos. La resistencia a penicilina y eritromicina, genéticamente no relacionada, se debería a que los clones de neumococos ya resistentes a penicilina han soportado la «inmigración» de genes de resistencia a macrólidos. Así, en la práctica clínica se produciría una selección inicial de bacterias tolerantes, base para la selección de mutantes resistentes o para la adquisición de genes de resistencia de otras especies bacterianas.
La resistencia neumocócica es una realidad y debe llevar a un cambio en las actitudes de la comunidad científica y de la población, siendo necesario plantearse una estrategia para la vigilancia, investigación, prevención y control de las infecciones debidas a S. pneumoniae resistente a múltiples antimicrobianos, con un énfasis particular en un uso más prudente y juicioso de estos fármacos.
Agradecimiento
Este trabajo se ha realizado con la ayuda de los proyectos FIS 98/0733 y P49/97 de la Diputación General de Aragón.
