Overdødelighed i relation til antibiotikaresistent Salmonella Typhimurium

Introduktion: Der er mange eksempler på, at brugen af antibiotika i fødevareproduktionen selekterer for antibiotikaresistens i zoonotiske tarmpatogener som Salmonella og Campylobacter, men kun sparsomme data belyser den sundhedsmæssige betydning af resistens i disse bakterier. Vi har i en matchet kohorteundersøgelse undersøgt overdødelighed i relation til infektion med resistent Salmonella Typhimurium.

Materiale og metoder: Data fra Tarmbakteriologisk Register blev koblet til Det Centrale Personregister, Landspatientregisteret og Cancerregisteret. Ud fra disse registre var det muligt at sammenligne dødeligheden blandt patienter med dødeligheden i referencegruppen, matchet på køn, alder og bopælsamt, samtidig med at vi kontrollerede for anden underliggende sygdom.

Resultater: Blandt 2.047 patienter med S. Typhimurium- infektion blev der registreret 59 dødsfald inden for to år efter infektionen. Patienter med en panfølsom S. Typhimurium havde en 2,3 gange højere dødelighed (95% CI 1,5-3,5) end referencegruppen havde. Patienter med en S. Typhimurium, der var resistent over for ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfonamid og tetracyclin, havde en dødelighed på 4,8 gange (95% CI 2,2-10,5) højere end referencegruppens. Endelig var kinolonresistens associeret med en 10,3 (95% CI 2,8-37,8) gange højere dødelighed.

Diskussion: Samlet fandt vi en overdødelighed i relation til S. Typhimurium- infektion. Blandt patienter med multiresistente stammer var der en tendens til en højere dødelighed end hos patienter med non-multiresistente stammer. Der var en markant overdødelighed blandt patienter med en kinolonresistent S. Typhimurium- infektion, og den samlede overdødelighed blandt patienter inficeret med multiresistente stammer kunne forklares ud fra at mange disse tillige var kinolonresistente.

Fødevarebårne infektioner er et væsentligt sundhedsproblem i de industrialiserede lande. En stigende forekomst i antallet af infektioner forårsaget af resistente salmonellaer, herunder Salmonella enterica serovar Typhimurium- definitiv fagtype 104 (DT104), er et af de forhold, der giver særlig anledning til bekymring. S. Typhimurium DT104, der normalt er resistent over for mindst fem typer antibiotika: ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfonamid og tetracyclin, er i dag en hyppigt forekommende salmonellatype i mange lande, inklusive USA, Storbritannien, Tyskland og Frankrig (1, 2).

På trods af den hyppige forekomst af resistens i salmonella, der bliver overført gennem vores fødevarer, er der relativ begrænset viden om betydningen af infektioner med resistente non-tyfoidale salmonellaer (3-7). De fleste undersøgelser bygger på hospitalsmaterialer eller udbrudsopgørelser. Disse opgørelser er næppe repræsentative for de sporadiske tilfælde. Hospitalsdata har ofte en større andel af ekstraintestinale infektioner, som har alvorligere kliniske forløb end de mere almindelige tilfælde af ukompliceret gastroenteritis. Formålet med vores undersøgelse var at bestemme, i hvilket omfang resistens bidrager til dødelighed efter infektion med Salmonella Typhimurium, samtidig med at der justeres for præeksisterende sygdomme.

Materiale og metoder
Overvågning

Diagnosticering af salmonellainfektioner varetages af Statens Serum Institut (SSI) og ti klinisk mikrobiologiske laboratorier i Danmark. Positive fund indrapporteres og registreres i Tarmbakteriologisk Register i Afdeling for mave- og tarminfektioner, SSI. I 1995 og 1996 blev en stikprøve af indsendte S. Typhimurium resistensbestemt, og fra 1997 er alle S. Typhimurium blevet resistensbestemt. Nærværende undersøgelse inkluderer alle undersøgte S. Typhimurium- isolater i perioden fra den 1. januar 1995 til den 31. oktober 1999. Panelet omfattede de tretten antibiotika, der indgår i The Danish Integrated Antimicrobial Resistance Monitoring and Research Programme (DANMAP) (8). I artiklen refererer kinolon til førstegenerationskinolonet nalidixansyre (Nx).

Registerkobling

Undersøgelsen var designet som en matchet kohorteundersøgelse. For at sammenligne dødeligheden blandt patienter med S. Typhimurium med dødeligheden i en referencegruppe blev data fra tarmbakteriologisk register koblet med data fra Det Centrale Personregister (CPR). For hver patient udvalgte vi tilfældigt ti personer til vores ueksponerede referencegruppe, matchet på køn, alder og bopælsamt. Fra CPR fik vi information om vitalstatus (dødsfald eller emigration) og bopælsamt for samtlige patienter og personer, der var inkluderet i referencegruppen. Fra Landspatientregisteret og Cancerregisteret fik vi information om indlæggelser og udskrivningsdiagnoser, hvilket gjorde det muligt at kontrollere for præeksisterende sygdomme (komorbiditet). Til beregning af et komorbiditetsindeks for alle personer i undersøgelsen anvendte vi diagnoser i perioden ti år før infektionen eller indgang i studiet.

Statistiske metoder

Komorbiditetsindekset blev udregnet efter de principper, som er beskrevet af Charlson (9). Indekset er en sum af vægtninger, som tager højde for antal og alvorligheden af komorbiditetsdiagnoser. Ud fra referencegruppens overlevelse udregnede vi den dødelighedsrate (vægtningerne), der er forbundet med forskellige diagnosegrupper. Dernæst omregnede vi disse vægtninger til et indeks ved at logtransformere dem. Diagnosegrupper med en relativ rate på mindre end 1,2 blev ikke inkluderet i analyserne ud fra den betragtning, at en sygdom, der er associeret med en så moderat dødelighed, kan udelades uden tab af validitet. For at se på forskellen i dødeligheden blandt S. Typhimurium- patienter og den generelle population stratificerede vi data, så hvert stratum indeholdt en patient og ti personer fra referencegruppen matchet på køn, alder og bopælsamt. Vi bevarede denne matching i analyserne ved at benytte betinget Cox-regressionsanalyse. Indekset beskrevet ovenfor blev inddraget i overlevelsesanalyserne, hvorved vi fik udtrykt forskellen i dø deligheden mellem de eksponerede og den generelle population, ud over det der skyldtes den præeksisterende sygdom. Dødeligheden op til to år efter infektionen blev bestemt. For at belyse dødeligheden forbundet med resistens over for forskellige antibiotika, blev interaktion med resistens og dødelighed pga. salmonella analyseret. Homogenitet mellem disse blev bestemt vha. Wald-test. Analyserne blev udført ved hjælp af PHREG-proceduren i SAS (version 6.12, SAS Inst. Inc., Cary, NC).

Resultater

I perioden fra den 1. januar 1995 til den 31. oktober 1999 blev der til Tarmbakteriologisk Register indberettet i alt 4.075 tilfælde af S. Typhimurium. Af disse blev 2.059 resistensbestemt, og 2.047 (99,4%) kunne genfindes i CPR. I perioden op til to år efter infektionen blev der registreret 59 dødsfald blandt patienter med S. Typhimurium- infektion og 221 blandt de 20.456 personer i referencegruppen. Medianalderen blandt de 59 patienter, som døde, var 74,1 år (18,1-90,1 år). Den kumulative dødelighed (Kaplan-Meier-estimat) inden for de første 30 dage var 0,73% for S. Typhimurium- patienter og 0,04% blandt referencepersoner (relativ risiko [RR] 15,4, 95% CI 6,1-39,2). I perioden fra 30 dage til 720 dage efter infektionen var den kumulerede dødelighed 2,75% blandt patienterne og 1,51% blandt referencepersonerne (RR 1,8, 95% CI 1,3-2,6). Generelt havde patienter med S. Typhimurium en trefold højere dødelighed end referencepersoner i perioden op til to år efter infektionen. Efter at have justeret for komorbiditet var den relative dødelighed 2,3 (95% CI 1,7-3,2). Den relative dødelighed var uafhængig af alder (p = 0,84).

I alt 631 patienter (30,8%) var indlagt i intervallet fra 30 dage før til 30 dage efter infektionen. I referencegruppen var 577 (2,8%) indlagt i den periode.

Tabel 1 angiver antallet af patienter i forhold til de forskellige diagnostiske grupper og deres vægtninger i komorbiditetsindekset. I patientgruppen havde 217 (10,6%) minimum en diagnose tilhørende komorbiditetsdiagnoser, det tilsvarende tal for referencegruppen var 954 (4,7%).

Af de 2.047 isolater var 953 (46,6%) følsomme over for alle antibiotika i panelet, mens 1.094 (53,4%) var resistente over for minimum et antibiotikum og 639 (30,8%) var resistent over for to eller flere antibiotika.

S. Typhimurium, der var resistent over for ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfonamid og tetracyclin (R-type ACSSuT), blev fundet i 283 (13,8%) isolater. Patienter, der var inficerede med denne type, havde før justering en 6,9 gange højere dødelighed end den generelle population, mens den relative dødelighed blandt de ACSSuT-følsomme patienter var på 2,6 (p = 0,02). Tabel 2 viser den relative dødelighed i relation til resistens efter justering for komorbiditet for syv af de testede antibiotika. Infektion med bakterier, der var følsomme over for alle antibiotika, var associeret med en 2,3 gange højere dødelighed end referencegruppens, mens infektion med ACSSuT-typen (hvoraf nogle tillige var kinolonresistente) gav en 4,8 fold højere dødelighed. Endelig gav ACSSuTNx-typen (dvs. ACSSuT-kinolonresistente stammer) en 13,1 større dødelighed end referencegruppens.

Diskussion

Op igennem 1990'erne har der været en stigning i såvel forekomsten af resistens som antallet af antibiotika, over for hvilke zoonotiske salmonellaer er resistente. Denne udvikling er primært sket som følge af antibiotikaanvendelse i fødevareproduktionen (10-12). Specielt giver en stigende forekomst af kinolonresistens anledning til bekymring (11-14). Fluorokinoloner er førstevalgspræparat ved ekstraintestinale og alvorlige gastrointestinale salmonellainfektioner hos voksne, og udvikling af resistens mod denne antibiotikagruppe kan reducere effekten af tidlig empirisk behandling. Der er derfor et stor behov for at belyse den sundhedsmæssige betydning af resistens blandt fødevarebårne salmonellaer i en stor, uselekteret gruppe patienter. Vores undersøgelse anvender data fra registre, der er opbygget til andre formål og kan derfor ses som værende en sådan repræsentativ gruppe. Undersøgelsen er enestående, fordi den ikke blot belyser den akutte dødelighed, men også langtidsdødeligheden og samtidig justerer for komorbiditet.

Generelt havde patienter med en S. Typhimurium- infektion en 2,3 fold større dødelighed end den generelle befolkning i en toårsopfølgningsperiode efter justering for komorbiditet. Dette tal afspejler sandsynligvis både komplikationer og senfølger i forbindelse med S. Typhimurium og underliggende sygdomme, der ikke er fuldt ud beskrevet ud fra det hospitalsbaserede komorbiditetsindeks.

Den kumulative dødelighed på 0,7% inden for de første 30 dage er sammelignelig med en letalitet på 0,8% for alle non-tyfoidale salmonellaer fundet i en amerikansk opgørelse (7). Patienter, der var inficeret med R-typen ACSSuT (hvoraf nogle tillige var kinolonresistente), havde en syv gange højere dødelighed, end den generelle befolkning havde. Dette blev dog reduceret til en femfold overdødelighed når der blev justeret for komorbiditet. Dette fald er forventeligt, da noget af overdødeligheden kan tilskrives præeksisterende sygelighed. Den væsentligste observation var, at selv efter justeringen for komorbiditet var der en tendens til højere dødelighed. Patienter med kinolonresistente stammer havde en klinisk betydelig og statistisk signifikant overdødelighed, der ikke kunne forklares ud fra deres bagvedliggende sygdom. Flere af patienterne i nærværende undersøgelse var en del af et S. Typhimurium DT104 R-type ACSSuTNx-udbrud på Sjælland, hvor kilden var en svinebesætning (12), og vores fund er i høj grad relateret til en effekt af denne stamme. Udvikling af resistens i zoonotiske salmonellaer kan have en række uheldige konsekvenser, herunder muligheden for behandlingssvigt. Vi har i vores undersøgelse ikke haft information om behandling med antibiotika og kan derfor ikke belyse, i hvilket omfang overdødeligheden eventuelt kan forklares ved nedsat behandlingseffektivitet. Det er muligt, at nogle af dødsfaldene kan forklares ved nedsat effekt af fluorokinolon.

Undersøgelser, bl.a. fra USA (15), peger desuden på, at brug af antibiotika kort før en infektion med en resistent bakterie er en væsentlig risikofaktor for infektion med resistente salmonellaer. Ud fra dette forhold er det en nærliggende mulighed, at infektioner med resistent S. Typhimurium hos patienter, der er i behandling for en anden infektion kan bidrage til øget sygelighed og dødelighed. Endelig er det muligt, at resistent salmonella er associeret med alvorlige sygdomsforløb via endnu ikke beskrevne mekanismer. I to tidligere studier har man beskrevet øget indlæggelsesfrekvens (5) og dødelighed (4), men i disse har man kun i begrænset omfang justeret for komorbiditet og har ikke undersøgt betydningen af specifikke resistensmønstre.

Brugen af antibiotika i fødevareproduktionen er en af de vigtigste faktorer i selektion og spredning af resistens i fødevarebårne bakterier. I dette arbejde dokumenteres for første gang, at resistens kan bidrage til en overdødelighed blandt patienter, der er inficeret med fødevarebårne S. Typhimurium. Dette understreger behovet for begrænsninger i anvendelse af antibiotika i fødevareproduktionen, specielt i brugen af kinoloner. På den baggrund foreslår vi, at brugen af fluorokinoloner i husdyrproduktionen ophører.

Kåre Mølbak, Statens Serum Institut, Artillerivej 5, DK-2300 København S. E-mail: krm@ssi.dk

Antaget den 11. november 2002.

Statens Serum Institut, Afdeling for Epidemiologisk Forskning og Afdeling for mave-tarm infektioner, København.

This article is based on a study first reported in The Emerging Infectious Diseases 2002; 8: 490-5.