Risk Factors for and Outcomes of Bacteremia Caused by Extended-Spectrum ß-Lactamase– Producing Escherichia coli and Klebsiella Species at a Canadian Tertiary Care Hospital

My-Linh Nguyen, Baldwin Toye, Salmaan Kanji, Rosemary Zvonar

Abstract


ABSTRACT

Background: Antimicrobial resistance due to production of extendedspectrum ß-lactamases by Escherichia coli and Klebsiella species (ESBL-EK) is concerning. Previous studies have shown that bacteremia due to ESBLproducing organisms is associated with increases in length of stay and/or mortality rate. Rates of infection by ESBL-EK vary worldwide, and regional differences in the prevalence of risk factors are likely. Few Canadian studies assessing risk factors for ESBL-EK infections or the outcomes of empiric therapy have been published.

Objectives: To determine risk factors for and patient outcomes associated with ESBL-EK bacteremia. The appropriateness of empiric antibiotic therapy and the effect of inappropriate empiric therapy on these outcomes were also examined.

Methods: In a retrospective, 1:1 case–control study conducted in a tertiary care hospital between 2005 and 2010, data for 40 patients with ESBL-EK bacteremia were compared with data for 40 patients who had non-ESBL-EK bacteremia.

Results: Of all variables tested, only antibiotic use within the previous 3 months was found to be an independent risk factor for acquisition of ESBL-EK bacteremia (odds ratio 5.2, 95% confidence interval 1.6–16.9). A greater proportion of patients with non-ESBL-EK bacteremia received appropriate empiric therapy (88% [35/40] versus 15% [6/40], p < 0.001). Time to appropriate therapy was longer for those with ESBL-EK bacteremia (2.42 days versus 0.17 day, p < 0.001). Patient outcomes, including length of stay in hospital, admission to the intensive care unit (ICU), length of stay in the ICU (if applicable), and in-hospital mortality were not affected by the presence of ESBL-EK or the appropriateness of empiric therapy.

Conclusions: Previous antibiotic use was a significant, independent risk factor for acquiring ESBL-EK. Thus, prior antibiotic use is an important consideration in the selection of empiric antibiotic therapy and should increase the concern for resistant pathogens.

RÉSUMÉ

Contexte : La résistance aux antimicrobiens attribuable à la production de ß-lactamases à spectre étendu (BLSE) par les espèces Escherichia coli et Klebsiella est préoccupante. Des études antérieures ont démontré que les bactériémies causées par les organismes producteurs de BLSE sont associées à une augmentation de la durée du séjour à l’hôpital ou du taux de mortalité. Les taux d’infection par les espèces E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE varient de par le monde et les différences régionales de la prévalence des facteurs de risque sont vraisemblables. Peu d’études canadiennes évaluant les facteurs de risque de ces infections ou les résultats cliniques des antibiothérapies empiriques ont été publiées.

Objectifs : Déterminer quels sont les facteurs de risque des bactériémies à E. coli ou à Klebsiella productrices de BLSE ainsi que les résultats cliniques associés à ces bactériémies. De plus, étudier la pertinence de l’antibiothérapie empirique ainsi que l’effet d’une antibiothérapie
empirique inappropriée sur ces résultats.

Méthodes : Au cours d’une étude cas-témoins rétrospective d’un ratio de 1 pour 1 et réalisée dans un centre hosptalier de soins tertiaires entre 2005 et 2010, les données de 40 patients présentant une bactériémie à E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE ont été comparées aux données de patients présentant une bactériémie à organisme non producteur de BLSE.

Résultats : Parmi toutes les variables évaluées, seul l’emploi d’une antibiothérapie dans les trois derniers mois s'est révélé être un facteur de risque indépendant du développement d’une bactériémie à E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE (risque relatif approché de 5,2, intervalle de confiance à 95 % de 1,6–16,9). Une plus grande proportion de patients présentant une bactériémie autre que celles à E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE ont reçu une antibiothérapie empirique appropriée (88 % [35/40] contre 15 % [6/40], p < 0,001). Le temps requis pour trouver le traitement adéquat était plus long pour ceux présentant une bactériémie à E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE (2,42 jours contre 0,17 jour, p < 0,001). La présence des espèces E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE de même que la pertinence d’une antibiothérapie empirique n’ont pas eu de répercussion sur les résultats cliniques, notamment la durée du séjour à l’hôpital, l’admission à l’unité des soins intensifs (USI), la durée du séjour à l’USI (le cas échéant) ainsi que le taux de mortalité en hôpital.

Conclusions : L’emploi d’une antibiothérapie préalable représentait un important facteur de risque indépendant de la survenue des espèces E. coli ou Klebsiella productrices de BLSE. Ce faisant, l’emploi d’une antibiothérapie préalable représente un facteur important à considérer au moment du choix d’une antibiothérapie empirique et devrait rendre sensible aux dangers des pathogènes résistants.


Keywords


extended-spectrum ß-lactamases; risk factors; Escherichia coli; Klebsiella; case–control study; ß-lactamases à spectre étendu; facteurs de risque; Escherichia coli; Klebsiella; étude cas-témoins

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DOI: http://dx.doi.org/10.4212/cjhp.v68i2.1439

ISSN 1920-2903 (Online)
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