Extensive drug-resistance in strains of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from paediatric urinary tract infections

Abstract

Objectives

Urinary tract infections (UTIs) in children are rapidly increasing worldwide and are commonly caused by extensively drug-resistant bacteria. This study determines the prevalence of UTIs in paediatric patients and evaluates the pattern of extensively drug-resistance in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae strains isolated from paediatric UTI patients.

Methods

Uropathogenic bacterial strains were isolated from paediatric patients with UTIs admitted to the Institute of Child Health, Lahore, Pakistan. Strains of both E. coli and K. pneumoniae were identified using biochemical characterisation and subjected to antibiotic susceptibility assays for 21 common antimicrobial drugs in order to determine their extensively drug-resistant profile.

Results

We isolated 63 E. coli and 37  K. pneumoniae strains from 130 paediatric patients with UTIs over a period of six months. The antibiotic susceptibility assays showed that both the E. coli and K. pneumoniae strains exhibited a high degree of resistance against co-amoxiclav, cefuroxime, cefixime, cefotaxime, ceftazidime, ceftriaxone, ciprofloxacin, nalidixic acid, norfloxacin, pepedemic acid, and co-trimoxazole. However, several of the antimicrobial agents, including polymyxin B, colistin sulphate, chloramphenicol, nitrofurantoin, and fosfomycin, were found to retain their antimicrobial activities against both pathogens. The five highest antibiotic resistant strains were identified as E. coli strains ZK9, ZK40, and ZK60 and K. pneumoniae ZK32 and ZK89 using 16S rRNA gene sequencing.

Conclusion

Our study demonstrates that E. coli and K. pneumonia are the dominant extensively drug-resistant uropathogenic bacteria in community-acquired UTIs in our cohort. These uropathogens were found to be resistant to the majority of the routinely-used classes of β-lactams, pyridopyrimidines, quinolones, and fluoroquinolone antibiotics, and these findings may be useful for clinicians in their treatment of paediatric UTIs.

الملخص

أهداف البحث

تتزايد التهابات المسالك البولية في الأطفال بسرعة في جميع أنحاء العالم، وعادة ما تكون ناجمة عن البكتيريا المقاومة للأدوية. هذه الدراسة تحدد انتشار التهاب المسالك البولية في الأطفال، وتقيم نمط البكتيريا المقاومة للأدوية من قبل سلالات معزولة من الإشريكية والكلبسيلة عن التهابات المسالك البولية في مرضى الأطفال.

طرق البحث

تم عزل السلالات البكتيرية الممرضة للجهاز البولي من المرضى الأطفال بالتهابات المسالك البولية التي تم إدخالها في معهد صحة الطفل بلاهور، باكستان. تم تحديد السلالات من جنس الإشريكية والكلبسيلة، من خلال التوصيف الكيميائي الحيوي، وتعرضت لمقاييس الحساسية للمضادات الحيوية لتحديد البكتيريا المقاومة للأدوية ضد ٢١ من الأدوية المضادة للميكروبات.

النتائج

خلال ستة أشهر، تم عزل ما مجموعه ٦٣ من الإشريكية و٣٧ من سلالات الكلبسيلة من ١٣٠ طفلا مصابين بالتهابات المسالك البولية. وأظهرت مقاييس حساسية المضادات الحيوية أن الإشريكية والكلبسيلة لها مقاومة عالية ضد كوأموكسيكلاف، وسيفروكسيم، وسيفيكسيم، وسيفوتاكسيم، وسيفتازيديم، وسيفترياكسون، وسيبروفلوكساسين، وحمض ناليديكسيك، ونورفلوكساسين، وحمض بيبيديمك، وكوتريموكسيزول. ومع ذلك، فقد وجد أن للعقاقير المضادة للميكروبات بما في ذلك بوليميكسين-ب، وكبريتات الكوليستين، والكلورامفينيكول، ونيتروفوارانتون، وفوسفومايسين فاعلية كبرى للتحكم بالسلالات الممرضة للجهاز البولي من القولونية الإشريكيشية والكلبسيلة الرئوية. وتم تحديد السلالات الخمس التي تعاني من أعلى مقاومة ضد المضادات الحيوية المختبرة على أنها سلالات من الإشريكية القولونية والكلبسيلة الرئوية.

الاستنتاجات

أظهرت دراستنا أن الإشريكية القولونية والكلبسيلة الرئوية كانت البكتيريا المهيمنة لمقاومة للأدوية من التهابات المسالك البولية المكتسبة من المجتمع في مجموعتنا. وتم الوصول إلى أن هذه البكتيريا الممرضة للجهاز البولي غير مستجيبة للعقارات المستخدمة بشكل روتيني من المضادات الحيوية مثل بيتا اللاكتام، والبيريدوبيريميدين، والكينولون، والفلوروكينولون. قد تكون هذه النتائج مفيدة للأطباء لتعزيز العلاج التجريبي لالتهابات المسالك البولية في الأطفال.