Etiology and Antimicrobial Resistance of Secondary Bacterial Infections in Patients Hospitalized with COVID-19: A Retrospective Analysis


Cite item

Full Text

Abstract

Background. One of the complications in patients hospitalized with COVID-19 is a secondary bacterial infection. Its frequency can reach 15%, which makes it important to determine the etiology and antimicrobial resistance of the key pathogens responsible for the development of this pathology, in order to further improve the practice of prescribing and increase the effectiveness of antimicrobial chemotherapy. Aims — to assess the etiological structure and antibiotic resistance of the main pathogens of SBIs to improve the practice of antibiotic prescription. Methods. This retrospective study reviewed medical records of the patients hospitalized with COVID-19 in the Moscow city hospital No. 4 between April 28 and November 1, 2020. Demographic, clinical outcomes, etiology, and antimicrobial resistance data of the SBIs were collected. Outcomes were also compared between patients who were classified as severe and critical on admission. Results. Among 3180 patients hospitalized with COVID-19, 220 (6.9%) patients had acquired SBIs, and 50.0% of cases were fatal. The mean age was 72.7 ± 13.07 years. A higher mortality rate was observed in the group of critical patients (63%). 560 strains of bacteria isolated from the SBIs (58.8% isolated from lungs, 21% from urine and 20.2% from blood). 330 strains (58.9%) were Gram-negative bacteria. 109 patients had infections with mixed bacteria. 45 of them (20.5% of the total number of patients included in the study) had 2 pathogens, and 64 patients (29.1%) 3 or more strains. The top three bacteria of SBIs were A. baumannii (23.6%; 132/560), K. pneumoniae (22.9%; 128/560), and S. epidermidis (10.4%; 58/560). The isolation rates of carbapenem-resistant A. baumannii were 97%. Cefoperazone/sulbactam was the most active antibiotic against this pathogen with 62.1% sensitivity. Among K. pneumoniae strains, the level of resistance to carbapenems was 77.4% to meropenem and 54% to imipenem. The proportion of resistant strains to tigecycline and to colistin was 4 and 2.3% respectively. Meticillin resistance was present in 38.5% of S. aureus. 50% of E. faecium strains were vancomycin-resistant. Conclusions. Gram-negative bacteria, especially A. baumannii and K. pneumoniae, were the main pathogens, and the resistance rates of the major isolated bacteria were generally high, which indicates that more accurate use of antibacterial agents is necessary for SBIs in patients hospitalized with COVID-19.

About the authors

Konstantin I. Karnoukh

First Moscow State Medical University Named after I.M. Sechenov (Sechenov University)

Email: ComeFl@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2660-7583
Scopus Author ID: 57208185271

PhD Student

Russian Federation, 8 Trubetskaya Street, building 2, 119991, Moscow

Vladimir N. Drozdov

First Moscow State Medical University Named after I.M. Sechenov (Sechenov University)

Email: vndrozdov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0535-2916
SPIN-code: 8061-9382

MD, PhD, Professor

Russian Federation, 8 Trubetskaya Street, building 2, 119991, Moscow

Evgenia V. Shikh

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: chih@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6589-7654
SPIN-code: 2397-8414

Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Clinical Pharmacology and Propaedeutics of Internal Diseases

Russian Federation, 8 Trubetskaya Street, building 2, 119991, Moscow

Svetlana V. Zhilina

Morozovskaya Children’s City Clinical Hospital

Email: svzhilin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0084-1013
SPIN-code: 4910-5125

Cand. of Sci. (Med), Head of the Microbiological Research Group of the Clinical Diagnostic Laboratory

Russian Federation, 1/4th Dobryninsky lane, building 9, 119049, Moscow

Natalia B. Lazareva

First Moscow State Medical University Named after I.M. Sechenov (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: natalia.lazareva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6528-1585
SPIN-code: 5333-6239

Dr. of Sci. (Med), Professor of the Department of Clinical Pharmacology and Propaedeutics of Internal Diseases

Russian Federation, 8 Trubetskaya Street, building 2, 119991, Moscow

References

  1. Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020;395(10223):497–506. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5
  2. Zhou F, Yu T, Du R, et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: A retrospective cohort study. Lancet. 2020;395(10229):1054–1062. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30566-3
  3. Li J, Wang J, Yang Y, et al. Etiology and antimicrobial resistance of secondary bacterial infections in patients hospitalized with COVID-19 in Wuhan, China: A retrospective analysis. Antimicrob Resist Infect Control. 2020;9(1):153. doi: https://doi.org/10.1186/s13756-020-00819-1
  4. Alhazzani W, Møller MH, Arabi YM, et al. Surviving Sepsis Campaign: Guidelines on the Management of Critically Ill Adults with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Crit Care Med. 2020;48(6):e440–e469. doi: https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000004363
  5. Jin Y-H, Cai L, Cheng Z-S, et al. A rapid advice guideline for the diagnosis and treatment of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) infected pneumonia (standard version). Mil Med Res. 2020;7(1):4. doi: https://doi.org/10.1186/s40779-020-0233-6
  6. Song J-C, Wang G, Zhang W, et al. Chinese expert consensus on diagnosis and treatment of coagulation dysfunction in COVID-19. Mil Med Res. 2020;7(1):19. doi: https://doi.org/10.1186/s40779-020-00247-7
  7. Wang Z, Yang B, Li Q, et al. Clinical Features of 69 Cases with Coronavirus Disease 2019 in Wuhan, China. Clin Infect Dis. 2020;71(15):769–777. doi: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa272
  8. Chen N, Zhou M, Dong X, et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: A descriptive study. Lancet. 2020;395(10223):507–513. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7
  9. Goyal P, Choi JJ, Pinheiro LC, et al. Clinical Characteristics of COVID-19 in New York City. N Engl J Med. 2020;382(24):2372–2374. doi: https://doi.org/10.1056/NEJMc2010419
  10. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19): Временные методические рекомендации Минздрава России, версия 9 от 26.10.2020. [Profilaktika, diagnostika i lecheniye novoy koronavirusnoy infektsii (COVID-19): Vremennyye metodicheskiye rekomendatsii Minzdrava Rossii, versiya 9 ot 26.10.2020. (In Russ.)] Available at: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/052/548/original/%D0%9C%D0%A0_COVID-19_%28v.9%29.pdf?1603730062 (аccessed: 26.03.2021).
  11. Horan TC, Andrus M, Dudeck MA. CDC/NHSN surveillance definition of health care-associated infection and criteria for specific types of infections in the acute care setting. Am J Infect Control. 2008;36(5):309–332. doi: https://doi.org/10.1016/j.ajic.2008.03.002
  12. Jorgensen JH, Pfaller MA, Carroll KC, et al. Manual of clinical microbiology. 11th ed. Washington, DC: ASM Press; 2015.
  13. Leber, Amy L (ed.). Clinical Microbiology Procedures Handbook. 4th ed. Washington, DC: ASM Press; 2016.
  14. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам: Клинические рекомендации Межрегио-нальной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии, 2018. [Opredelenie chuvstvitel’nosti mikroorganizmov k antimikrobnym preparatam: Klinicheskie rekomendacii of Mezhregional’naja associacija po klinicheskoj mikrobiologii i antimikrobnoj himioterapii, 2018. (In Russ.)] Available at: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2018.pdf (accessed: 26.03.2021).
  15. EUCAST guidelines for detection of resistance mechanisms and specific resistances of clinical and/or epidemiological importance. Ver. 2.0. 2017. Available at: www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Resistance_mechanisms/EUCAST_detection_of_resistance_mechanisms_170711.pdf (accessed: 24.06.2019).
  16. Van der Zwaluw K, de Haan A, Pluister GN, et al. The carbapenem inactivation method (CIM), a simple and low-cost alternative for the Carba NP test to assess phenotypic carbapenemase activity in gram-negative rods. PLoS One. 2015;10(3):e0123690. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123690
  17. Seymour CW, Liu VX, Iwashyna TJ, et al. Assessment of Clinical Criteria for Sepsis: For the Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 2016;315(8):762–774. doi: https://doi.org/10.1001/jama.2016.0288
  18. Garcia-Vidal C, Sanjuan G, Moreno-García E, et al. Incidence of co-infections and superinfections in hospitalized patients with COVID-19: A retrospective cohort study. Clin Microbiol Infect. 2021;27(1):83–88. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmi.2020.07.041
  19. Li X, Wang L, Yan S, et al. Clinical characteristics of 25 death cases with COVID-19: A retrospective review of medical records in a single medical center, Wuhan, China. Int J Infect Dis. 2020;94:128–132. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.03.053
  20. Ali S, Birhane M, Bekele S, et al. Healthcare associated infection and its risk factors among patients admitted to a tertiary hospital in Ethiopia: Longitudinal study. Antimicrob Resist Infect Control. 2018;7:2. doi: https://doi.org/10.1186/s13756-017-0298-5
  21. Vijay S, Bansal N, Rao BK, et al. Secondary Infections in Hospitalized COVID-19 Patients: Indian Experience. Infect Drug Resist. 2021;14:1893–1903. doi: https://doi.org/10.2147/IDR.S299774
  22. Клыпа Т.В., Бычинин М.В., Мандель И.А., и др. Клиническая характеристика пациентов с COVID-19, поступающих в отделение интенсивной терапии. Предикторы тяжелого течения // Клиническая практика. — 2020. — Т. 11. — № 2. — С. 6–18. [Klypa TV, Bychinin MV, Mandel IA, et al. Clinical Characteristics of Patients Admitted to an ICU with COVID-19. Predictors of the Severe Disease. Journal of Clinical Practice. 2020;11(2):6–20. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17816/clinpract34182
  23. Qin C, Zhou L, Hu Z, et al. Dysregulation of Immune Response in Patients with Coronavirus 2019 (COVID-19) in Wuhan, China. Clin Infect Dis. 2020;71(15):762–768. doi: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa248

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 "Paediatrician" Publishers LLC

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».