ABSTRACT
Wij beschrijven een ongebruikelijk cluster van Corynebacterium striatum-infecties bij 21 patiënten met chronic obstructive pulmonary disease (COPD) die opgenomen waren op een middelgrotegrote respiratoire eenheid. Elf isolaten van acht patiënten traden gelijktijdig op binnen een maand. C. striatum is een potentieel pathogeen micro-organisme met het vermogen om nosocomiale infectieuze uitbraken en kolonisatie van de luchtwegen te veroorzaken bij patiënten met gevorderde COPD.
Corynebacterium-soorten worden aangetroffen als kolonisator van de huid en andere weefsels en in de omgeving (23, 27, 30). Naast Corynebacterium diphtheriae zijn ook andere Corynebacterium spp. met enige regelmaat pathogeen gemeld, waaronder C. amycolatum (24), C. jeikeium (voorheen groep JK), en C. urealyticum (voorheen groep D2) (8). Hoewel C. striatum een van de meest geïsoleerde coryneformen is die zijn geïdentificeerd, is er weinig bewijs dat C. striatum in verband brengt met infecties op de meeste plaatsen (16, 21, 22, 25, 29, 31). De rol van C. striatum als mogelijke oorzaak van infecties van de luchtwegen is moeilijk vast te stellen. De klinische relevantie van de isolatie van Corynebacterium-soorten uit respiratoire monsters moet worden afgewogen door het verkrijgen van hun correcte identificatie en het bestuderen van hun abundantie, hun isolatie als enkel micro-organisme of hun predominantie wanneer ze worden gevonden in associatie met andere micro-organismen, en de herhaling van positiviteit (23). In onze ziekenhuisomgeving wordt C. striatum af en toe geïsoleerd uit kweken van sputum. De ongebruikelijke clustering van patiënten op onze respiratoire afdeling leverde een verklikkersignaal op dat het onderzoek naar een mogelijke uitbraak rechtvaardigde.
Het Hospital Joan March in Bunyola, Mallorca, Spanje, is een secundair gezondheidscentrum dat een herstellings- en revalidatieafdeling en een afdeling met 26 bedden herbergt, gericht op het leveren van zorg aan patiënten met ernstige, chronische respiratoire aandoeningen die worden doorverwezen vanuit tertiaire ziekenhuizen binnen ons verzorgingsgebied. Het laboratorium voor microbiologie van Hospital Son Llàtzer is verantwoordelijk voor de verwerking van de monsters.
Alle hier gerapporteerde positieve monsters zijn verkregen uit het microbiologisch onderzoek van spontane sputummonsters die zijn verkregen bij opname van patiënten met een infectieuze exacerbatie van chronische obstructieve longziekte (COPD), gedefinieerd volgens de criteria van Anthonisen et al. (1); tijdens de follow-up van een respiratoire infectie van een patiënt; of na ziekenhuisopname van patiënten met een nieuw vastgestelde infectie die moest worden bestudeerd. De kwaliteit van de monsters werd beoordeeld aan de hand van het scoringssysteem van Murray en Washington (18) en de huidige internationale richtlijnen (17). Identificatie van de isolaten als C. striatum was gebaseerd op koloniemorfologie en -pigmentatie, Gramkleuring, motiliteit, de catalase reactie, en de resultaten verkregen met het RapID CB Plus systeem (Remel, Lenexa, KS), dat binnen 4 uur resultaten geeft. In alle gevallen werd de identificatie binnen 24 uur bevestigd door gebruik van het API Coryne systeem (BioMèrieux, l’Etoile, Frankrijk), met 100% overeenstemming tussen beide methoden (10, 12, 14).
Antibiotische gevoeligheid werd getest door de schijfdiffusiemethode (Oxoid SA, Spanje) in Mueller-Hinton agar aangevuld met 5% bloed voor alle geteste antibiotica behalve penicilline en ampicilline, waarvoor het Etest systeem (AB Biodisk, Solna, Zweden) werd gebruikt. De geteste antibiotica omvatten penicilline (10 U), ampicilline (10 μg), tetracycline (30 μg), gentamicine (10 μg), cefazolin (30 μg), vancomycine (30 μg), erytromycine (15 μg), imipenem (10 μg), ciprofloxacine (5 μg), en rifampine (30 μg).
De gevoeligheidscriteria van de CLSI (voorheen de NCCLS) (19) voor Staphylococcus spp. werden gebruikt voor alle geteste antibiotica, behalve penicilline en ampicilline, waarvoor drempelwaarden voor Listeria spp. werden gebruikt.
Eénentwintig patiënten werden binnen een periode van 18 maanden (januari 2004 tot juni 2005) in het ziekenhuis Joan March opgenomen vanwege een infectieuze respiratoire exacerbatie. De demografische en klinische kenmerken van de patiënten wezen uit dat zij allen ernstige COPD hadden (5), dat 18 mannen en 3 vrouwen waren, dat de gemiddelde leeftijd 72 jaar was (leeftijd tussen 57 en 88 jaar) en dat de patiënten in aanzienlijke mate blootgesteld waren aan tabaksgebruik (gemiddeld 55,6 pakjaren sigaretten roken, waarbij pakjaren worden berekend als het aantal sigaretten dat per dag wordt gerookt gedeeld door 20 en vermenigvuldigd met het aantal jaren dat de persoon al rookt). COPD werd bestempeld als overwegend emfyseem bij negen patiënten (42,9%) en niet gespecificeerd bij de rest van de patiënten. De ernst van de gevallen van COPD, volgens de spirometrische drempels van de huidige ATS/ERS richtlijnen (5), was 0% mild, 35,7% matig, 35,7% ernstig, en 28,6% zeer ernstig. Veel van de patiënten hadden thuiszorgondersteunde technologieën nodig, waaronder langdurige zuurstoftherapie (47,6%) en aërosoltherapie (23,8%). De gemiddelde Charlson comorbidie-index was 2,76, en het gemiddelde aantal opnames wegens COPD-exacerbatie in het voorgaande jaar was 2,48 (bereik, 0 tot 7 opnames).
Tijdens de studieperiode van 18 maanden hadden de 21 patiënten 49 opnames-heropnames in alleen ons ziekenhuis, dat wil zeggen een gemiddelde per patiënt van 2,33 (range 1 tot 4), met een gemiddelde opnameduur van 44 dagen (range, 5 tot 176 dagen).
Figuur 1 toont de epidemische curve van de uitbraak. De waargenomen langzame groeicurve wijst op een nosocomiale infectie, met overdracht van persoon op persoon. Tabel 1 toont de chronologie van alle 43 positieve sputummonsters en de respectievelijke patiëntenkamer en bed, een overzicht van de organismen die werden geïsoleerd vóór de identificatie van C. striatum, de antibiotica die waren voorgeschreven in de 10 dagen vóór de isolatie van C. striatum, de kwaliteit van het sputummonster, de geassocieerde micro-organismen, en de klinische respons na behandeling volgens het antibiogram.
Tot op heden zijn gepubliceerde rapporten die C. striatum-isolaten in respiratoire monsters identificeren als causale agentia van ziekte schaars. Tot 1993 waren er slechts drie individuele case reports van de bevestigde pathogeniciteit van C. striatum (2, 3, 6). Sinds 1993 lijkt de isolatie van C. striatum algemener te zijn geworden (4, 7, 15, 20, 28). Aanvankelijk werd in twee van deze series (4, 15) een genotypeonderzoek van de stammen uitgevoerd en werd overdracht van patiënt op patiënt bevestigd. Brandenburg et al. (4) verkregen monsters van patiënten en van de handen van hun verzorgers en suggereerden dat verzorgers aan de overdracht zouden kunnen hebben meegewerkt. Onlangs meldden Otsuka et al. (20) 48 isolaties van C. striatum van 1994 tot 1998, waarbij 75% van deze monsters van respiratoire oorsprong waren en alle waren verkregen van patiënten die lange ziekenhuisopnames hadden gehad en die verschillende antibioticakuren hadden gekregen. Genotypering identificeerde 14 verschillende patronen van C. striatum, met types A, D, en E geassocieerd met nosocomiale uitbraken van respiratoire oorsprong en, in het bijzonder, met subtypes A1, A2, D2, en E geassocieerd met resistentie tegen een breed scala van antibiotica.
De hier gerapporteerde uitbraak is ongekend in de medische literatuur omdat het een groot aantal gevallen omvat van C. striatum-infectie gedetecteerd in sputummonsters van patiënten met chronische respiratoire aandoeningen op een ziekenhuisafdeling, geclusterd in tijd en ruimte; bovendien waren 11 gevallen geclusterd in één enkele maand (april 2005), en trof de uitbraak een derde van de patiënten die op de afdeling waren opgenomen. Verscheidene bepalende factoren kunnen deze uitbraak van nosocomiale infectie verklaren, waarbij transmissie plaatsvond van patiënten en via verzorgers: ons ziekenhuis is gespecialiseerd in de zorg voor patiënten met ernstige obstructieve longziekte die veel vatbaarheidsfactoren hebben (9, 13, 20, 26), veel gebruik maken van gezondheidszorgmiddelen (waaronder meervoudige opnames) en herhaaldelijk een antibioticakuur ondergaan; en de respiratoire afdeling vereist het algemene gebruik van maskers en brillen voor zuurstoftoediening, inhalatoren, spacers, en vernevelaars. Helaas kunnen we deze verklaring niet volledig bevestigen zonder genotypering van de stammen.
Moedelijk waren de factoren die bijdroegen aan het einde van deze uitbraak het overlijden van patiënt 5, die 11 isolaties had tot het moment van zijn overlijden in april 2005, en de versterking van de implementatie van universele preventieve hygiënemaatregelen, zowel in de omgeving als door verzorgers, na de identificatie van deze uitbraak. Er waren geen verdere isolaties van C. striatum in respiratoire monsters gedurende de volgende 6 maanden.
Drie van de zes sterfgevallen tijdens de studieperiode deden zich voor bij patiënten bij wie C. striatum in een reincultuur werd geïsoleerd en bij wie geen andere onafhankelijke doodsoorzaak werd gemeld. Daarom kon een oorzakelijk verband tussen overlijden en C. striatum-infectie sterk worden verondersteld.
Vorige auteurs (4, 11, 20, 31) merkten op dat de gevoeligheid van C. striatum voor β-lactamines en aminoglycosiden variabel is, met hoge niveaus van resistentie tegen erytromycine, tetracycline, rifampine en ciprofloxacine en met alle stammen gevoelig voor vancomycine. Onze resultaten over de antibioticagevoeligheid van de C. striatum stammen van deze uitbraak weerspiegelen die van eerdere publicaties: vancomycine, 100%; imipenem, 93%; cefazolin, 74,4%; penicilline en ampicilline, 67,4%; tetracycline, 23,2%; erytromycine, 18,6%; gentamicine, 9,3%; en rifampine en ciprofloxacine, 0%. Volgens de gevoeligheidspatronen verkregen door Otsuka et al. (20), volgens welke C. striatum beschouwd wordt als een opkomende, multidrug resistente, nosocomiale ziekteverwekker, hebben wij in onze monsters waargenomen dat het criterium van multidrug resistentie (resistentie tegen drie of meer antibiotica van verschillende families) van toepassing is op 100% van de stammen geïsoleerd in onze nosocomiale uitbraak, waarvan 65% resistent was tegen vier of vijf verschillende antibioticagroepen, 6.9% was alleen gevoelig voor imipenem en vancomycine, en 11% was alleen gevoelig voor vancomycine.
We concluderen dat C. striatum een opkomend multidrug-resistent, potentieel pathogeen micro-organisme is dat in staat is om nosocomiale infecties en kolonisatie van de luchtwegen te veroorzaken bij patiënten met gevorderde, ernstige COPD. Het kan worden overgedragen tussen patiënten, van persoon tot persoon en via verzorgers; en C. striatum-infecties moeten worden behandeld volgens de resultaten van het antibiogram. Zodra het organisme is geïdentificeerd, moeten universele hygiënemaatregelen in acht worden genomen om verdere verspreiding en uitbraken te voorkomen.
Epidemische curve voor C. striatum in de tijd. N, aantal isolaten; %CUM, cumulatief percentage.
- View inline
- View popup
C. striatum uitbraak bij COPD patiënten
ACKNOWLEDGMENTS
Wij zijn dankbaar voor de medewerking van de Comisión de Infecciones del Complex Hospitalari de Mallorca, in het bijzonder Matías Poblador (voorzitter), Eugenia Barceló (de verpleegkundige die verantwoordelijk is voor infectiecontrole), en Margalida Fortuny en Antoni Bennassar (onderzoeksverpleegkundigen).
FOOTNOTES
- Ontvangen 21 januari 2007.
- Teruggestuurd voor wijziging 6 maart 2007.
- Geaccepteerd 26 maart 2007.
- Copyright © 2007 American Society for Microbiology
- 1.↵
Anthonisen, N. R., J. Manfreda, C.P. Warren, E.S. Hershfield, G.K. Harding, and N.A. Nelson.1987. Antibiotic therapy in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Ann. Intern. Med.106:196-204.
- 2.↵
Barr, J. G., and P. G. Murphy.1986. Corynebacterium striatum: an unusual organism isolated on pure culture from sputum. J. Infect.13:297-298.
- 3.↵
Bowstead, T. T., and S. M. Santiago.1980. Pleuropulmonale infectie te wijten aan Corynebacterium striatum. Br. J. Dis. Chest74:198-200.
- 4.↵
Brandenburg, A. H., A. Van Belkum, C. Van Pelt, H. A. Bruining, J. W. Mouton, and H. A. Verbrugh.1996. Patient-to-patient spread of a single strain of Corynebacterium striatum causing infections in a surgical intensive care unit. J. Clin. Microbiol.34:2089-2094.
- 5.↵
Celli, B. R., and W. MacNee.2004. Standaarden voor de diagnose en behandeling van patiënten met COPD: een samenvatting van de ATS/ERS position paper. Eur. Respir. J.23:932-946.
- 6.↵
Cowling, P., and L. Hall.1993. Corynebacterium striatum: een klinisch significant isolaat uit sputum bij chronische obstructieve luchtwegaandoeningen. J. Infect.26:335-336.
- 7.↵
Creagh, R., J. M. Saavedra, F. J. Rodríguez, P. Rodríguez, and D. Merino.2000. Pneumonie veroorzaakt door Corynebacterium striatum bij een patiënt met AIDS. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin.18:297-298.
- 8.↵
De Briel, D., J. C. Langs, G. Rougeron, P. Chabot, and A. Le Faou.1991. Multiresistente corynebacteriën in bacteriurie: een vergelijkende studie naar de rol van Corynebacterium groep D-2 en Corynebacterium jeikeium. J. Hosp. Infect.17:35-43.
- 9.↵
Decramer, M., R. Gosselink, T. Troosters, M. Vevschveren, and G. Evers.1997. Muscle weakness is related to utilization of health care resources in COPD patients. Eur. Respir. J.10:417-423.
- 10.↵
Freney, J., M. T. Duperron, C. Courtier, W. Hansen, F. Allard, J. M. Boeufgras, D. Monget, and J. Fleurette.1991. Evaluatie van API Coryne in vergelijking met conventionele methoden voor de identificatie van coryneform bacteriën. J. Clin. Microbiol.29:38-41.
- 11.↵
Funke, G., A. Von Graevenitz, J. E. Clarridge III, and K. A. Bernard.1997. Klinische microbiologie van coryneform bacteriën. Clin. Microbiol. Rev.10:125-159.
- 12.↵
Funke, G., K. K. Peters, and M. Aravena-Roman.1998. Evaluation of the RapID CB Plus system for identification of coryneform bacteria and Listeria spp. J. Clin. Microbiol.36:2439-2442.
- 13.↵
García-Rodríguez, J. A., and E. García.1997. El resurgimiento de los grampositivos: razones, significado clínico y posibilidades de control. Rev. Clin. Esp.197(Suppl. 2):3-11.
- 14.↵
Hudspeth, M. K., S. Hunt Gerardo, D. M. Citron, and E. J. C. Goldstein.1998. Evaluation of the RapID CB Plus System for identification of Corynebacterium species and other gram-positive rods. J. Clin. Microbiol.36:543-547.
- 15.↵
Leonard, R. B., D. J. Nowowiejski, J. J. Warren, D. J. Finn, and M. B. Coyle.1994. Molecular evidence of person-to-person transmission of a pigmented strain of Corynebacterium striatum in intensive care units. J. Clin. Microbiol.32:164-169.
- 16.↵
Melero-Bascones, M., P. Muñoz, M. Rodríguez-Creixems, and E. Bouza.1996. Corynebacterium striatum: an undescribed agent of pacemaker-related endocarditis. Clin. Infect. Dis.22:576-577.
- 17.↵
Miravitlles, M.2002. Exacerbaties van chronische obstructieve longziekte: wanneer zijn bacteriën belangrijk? Eur. Respir. J.20(Suppl. 36):9s-19s.
- 18.↵
Murray, P. R., and J. A. Washington.1975. Microscopische en bacteriologische analyse van expectorated sputum. Mayo Clin. Proc.50:339-344.
- 19.↵
National Committee for Clinical Laboratory Standards.2003. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically. NCCLS goedgekeurde standaard M7-A6. National Committee for Clinical Laboratory Standards, Wayne, PA.
- 20.↵
Otsuka, Y., K. Ohkusu, Y. Kawamura, S. Baba, T. Ezaki, and S. Kimura.2006. Emergence of multidrug-resistant Corynebacterium striatum as a nosocomial pathogen in long-term hospitalized patients with underlying diseases. Diagn. Microbiol. Infect. Dis.54:109-114.
- 21.↵
Peiris, V., S. Fraser, C. Knowles, S. Norris, and C. Bennett.1994. Isolation of Corynebacterium striatum from three hospital patients. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.13:36-38.
- 22.↵
Prada, J. L., J. L. Villanueva, J. Torre-Cisneros, M. Anguita, J. Escauriaza, and P. Sánchez Guijo.1993. Endocarditis por Corynebacterium no diphteriae. Presentación de 7 casos y revisión. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin.11:536-542.
- 23.↵
Riegel, P.1998. Les corynébactéries, aspects bactériologiques et cliniques. Ann. Biol. Clin.56:285-296.
- 24.↵
Riegel, P., R. Ruimy, R. Christen, and H. Monteil.1996. Species identities and antimicrobial susceptibilities of corynebacteria isolated from various clinical resources. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.15:657-662.
- 25.↵
Rufael, D. W., and S. E. Cohn.1994. Native valve endocarditis due to Corynebacterium striatum: case report and review. Clin. Infect. Dis.19:1054-1061.
- 26.↵
Soler, J. J., L. Sánchez, M. Latorre, J. Alamar, P. Román, and M. Perpiñá.2001. Impacto asistencial hospitalario de la EPOC. Peso específico del paciente con EPOC de alto consumo sanitario. Arch. Bronconeumol.37:375-381.
- 27.↵
Soriano, F., J. L. Rodríguez-Tudela, R. Fernández-Roblas, J. M. Aguado, and M. Santamaría.1998. Huidkolonisatie door Corynebacterium groepen D2 en JK bij gehospitaliseerde patiënten. J. Clin. Microbiol.26:1878-1880.
- 28.↵
Tarr, P. E., F. Stock, R. H. Cooke, D. P. Fedorko, and D. R. Lucey.2003. Multidrug resistant Corynebacterium striatum pneumonia in a heart trasplant recipient. Transplant. Infect. Dis.5:53-58.
- 29.↵
Tumbarello, M., E. Tacconelli, A. del Forno, S. Caponera, and R. Cauda.1994. Corynebacterium striatum bacteremia in patient with AIDS. Clin. Infect. Dis.18:1007-1008.
- 30.↵
von Graevenitz, A., V. Pünter-Streit, P. Riegel, and G. Funke.1998. Coryneform bacteriën in keelkweken van gezonde personen. J. Clin. Microbiol.36:2087-2088.
- 31.↵
Watkins, D. A., A. Chahine, R. J. Creger, M. R. Jacobs, and H. M. Lazarus.1993. Corynebacterium striatum: a diphtheroid with pathogenic potential. Clin. Infect. Dis.17:21-25.