Microbiological Diagnosis Algorithm for Chronic Lung Infection in Patients with Cystic Fibrosis

Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2014; 16(4):312-324

​ Chernukha M.Yu., Avetisyan L.R., Shaginyan I.A., Alekseeva G.V., Avakyan L.V., Kashirskaya N.Yu., Kapranov N.I., Semykin S.Yu., Siyanova E.A., Medvedeva O.S., Krasovskiy S.A., Usacheva M.V., Kondratieva E.I., Amelina E.L., Chuchalin A.G., Gintzburg A.L.
cystic fibrosis chronic infection microbiological diagnosis
Section
Laboratory diagnosis
Type
Journal article
Publication
Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2014; 16(4):312-324

Abstract

The objective of this study was to develop algorithm of microbiological diagnosis for chronic lung infection in patients with cystic fibrosis and implement it for monitoring of chronic infection in children and adults. Data from our own studies performed during the 2008—2013 and published data were used in the algorithm development. A total of 251 children and 26 adults with cystic fibrosis were examined over the two years. Pathogen identification was performed by culture, biochemical, and DNA-based methods. Microorganisms associations were found to be responsible for ⅔ cases of infection. The most prevalent pathogens in patients with severe course of the disease were the following: Pseudomonas aeruginosa (30.5%), Burkholderia cepacia complex (28.7%), Staphylococcus aureus (53.3%), Achromobacter xylosoxidans (19%), and Candida spp. (57.5%). Microbiological monitoring (at intervals of 3 months to 4 years) using this algorithm in 24 children with cystic fibrosis revealed chronic infection due to Burkholderia cepacia complex (18 patients), A. xylosoxidans (6 patients), P. aeruginosa (5 patients), and S. aureus (7 patients).

  • 1. Воронина О. Л., Чернуха М.Ю., Шагинян И. А., Кунда М.С., Аветисян Л.Р., Орлова А.А., Лунин В.Г., Капранов Н.И., Амелина Е.Л., Чучалин А.Г., Гинцбург А. Л. Характеристика генотипов штаммов Burkholderia cepacia complex, выделенных от больных в стационарах Российской Федерации. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология, 2013; 2:22-30.
  • 2. Красовский С.А., Амелина Е.Л., Черняк А.В., Каширская Н.Ю., Никонова В.С., Воронкова А.Ю., Кондратьева Е.И., Самойленко В.А., Шерман В.Д., Капранов Н.И., Усачева М.В., Науменко Ж.К., Горинова Ю.В., Чучалин А.Г. Роль регистра Московского региона в ведении больных муковисцидозом. Пульмонология. 2013; 2:27-33.
  • 3. Красовский С.А., Никонова В.С., Каширская Н.Ю., Кондратьева Е.И, Черняк А. В., Капранов Н. И., Амелина Е. Л., Шерман В. Д., Самойленко В. А., Воронкова А.Ю., Шабалова Л. А., Симонова О. И., Усачева М.В., Черников В.В. Клинико-генетическая, микробиологическая и функциональная характеристика больных муковисцидозом, проживающих в Москве и Московской области. Вопросы современной педиатрии 2013; 1:24-30.
  • 4. Чернуха М.Ю., Шагинян И. А., Капранов Н. И., Алексеева Г. В., Каширская Н.Ю., Аветисян Л.Р., Семыкин С.Ю., Данилина Г.А., Пивкина Н.В. Персистенция Burkholderia cepacia у больных муковисцидозом. Ж микробиол эпидемиол иммунобиол 2012; 4:93-8.
  • 5. Шагинян И.А., Капранов Н.И., Чернуха М.Ю., Алексеева Г. В., Семыкин С.Ю., Аветисян Л.Р., Каширская Н.Ю., Пивкина Н.В., Данилина Г.А., Батов А.Б., Бусуек Г.П. Микробный пейзаж нижних дыхательных путей у различных возрастных групп детей, больных муковисцидозом. Ж микробиол эпидемиол иммунобиол 2010; 1:15-20.
  • 6. Алексеева Г.В, Чернуха М.Ю., Шагинян И.А. Идентификация бактерий комплекса Burkholderia cepacia с помощью ПЦР // «Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и ее применение в бактериологии». Учебно-методическое пособие для врачей-бактериологов, Москва, 2006, глава 2.7, С. 117-26.
  • 7. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. МУК 4.2.1890-04. Москва, 2004 г.
  • 8. Magiorakos AP, Srinivasan A, Carey RB, Carmeli Y, Falagas ME, Giske CG, Harbarth S, Hindler JF, Kahlmeter G, Olsson-Liljequist B, Paterson DL, Rice LB, Stelling J, Struelens MJ, Vatopoulos A, Weber JT, Monnet DL. Multidrug-resistant, extensively drugresistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance.Clin Microbiol Infect 2012;18 (3):268-81.
  • 9. Lambiase A, Catania MR, Del Pezzo M, Rossano F, Terlizzi V, Sepe A, Raia V. Achromobacter xylosoxidans respiratory tract infection in cystic fibrosis patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2011; 30(8):973-80.
  • 10. Воронина О. Л., Кунда М. С., Аксенова Е. И., Орлова А. А., Чернуха М.Ю., Лунин В. Г., Амелина Е.Л., Чучалин А. Г., Гинцбург А.Л. Экспрессдиагностика микроорганизмов, поражающих дыхательные пути больных муковисцидозом. Клиническая лабораторная диагностика 2013; 11:53-8.
  • 11. Equi AC, Pike SE, Davies J, Bush A. Use of cough swabs in a cystic fibrosis clinic. Arch Dis Child 2001; 85(5):438- 9.
  • 12. Kabra SK, Alok A, Kapil A, Aggarwal G, Kabra M, Lodha R, Pandey RM, Sridevi K, Mathews J. Can throat swab after physiotherapy replace sputum for identification of microbial pathogens in children with cystic fibrosis? Indian J Pediatr. 2004 Jan; 71(1):21-3.
  • 13. Group., Cystic Fibrosis Trust Microbiology Laboratory Standards Working. Laboratory Standards for Processing Microbiological Samples from People With Cystic Fibrosis. Report of the UK Cystic Fibrosis Trust Microbiology Laboratory Standards Working Group, September 2010.
  • 14. Чернуха М.Ю., Данилина Г. А., Шагинян И. А., Алексеева Г. В., Гинцбург А.Л. Роль регуляторной системы «quorum sensing» в образовании биопленок бактериями Burkholderia cepacia и Pseudomonas aeruginosa. Ж микробиол, эпидемиол, иммунобиол 2009; 4:39-43.
  • 15. Чернуха М. Ю., Романова Ю. М., Малеев Г. В., Шагинян И. А., Гинцбург А.Л. Роль регуляторной системы «Quorum sensing» в симбиотическом взаимодействии бактерий Burkholderia cepacia и Pseudomonas aeruginosa при смешанной инфекции. Журн микробиол 2006; 4:32-7.
  • 16. Шагинян И. А., Данилина Г. А., Чернуха М.Ю., Алексеева Г.В., Батов А.Б. Формирование биопленок клиническими штаммами бактерий комплекса Burkholderia cepacia в зависимости от их фенотипических и генотипических характеристик. Журн микробиол 2007; 1:3-9.
  • 17. Besier S, Smaczny C, von Mallinckrodt C, Krahl A, Ackermann H, Brade V, Wichelhaus TA. Prevalence and clinical significance of Staphylococcus aureus smallcolony variants in cystic fibrosis lung disease. J Clin Microbiol 2007; 45(1):168-72.
  • 18. Gómez-González C, Acosta J, Villa J, Barrado L, Sanz F, Orellana MA, Otero JR, Chaves F. Clinical and molecular characteristics of infections with CO2-dependent smallcolony variants of Staphylococcus aureus. J Clin Microbiol 2010; 48 (8):2878-84.
  • 19. Hoffman LR, Déziel E, D’Argenio DA, Lépine F, Emerson J, McNamara S, Gibson RL, Ramsey BW, Miller SI. Selection for Staphylococcus aureus small-colony variants due to growth in the presence of Pseudomonas aeruginosa. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Dec 26, 2006; 103(52):19890-5.
  • 20. de Silva GD, Kantzanou M, Justice A, Massey RC, Wilkinson AR, Day NP, Peacock SJ. The ica Operon and biofilm production in coagulase-negative staphylococci associated with carriage and disease in a neonatal intensive care unit. J Clin Microbiol 2002; 40(2):382-8.
  • 21. Шагинян И.А., Чернуха М.Ю. Неферментирующие грамотрицательные бактерии в этиологии внутрибольничных инфекций: клинические, микробиологические и эпидемиологические особенности. Клин. микробиол. антимикроб. химотер. 2005; 7(3): 271-85.
  • 22. Wellinghausen N, Köthe J, Wirths B, Sigge A, Poppert S. Superiority of molecular techniques for identification of Gram-negative, oxidase-positive rods, including morphologically nontypical Pseudomonas aeruginosa, from patients with cystic fibrosis. J Clin Microbiol 2005; 43:4070-5.
  • 23. Erickson DL, Endersby R, Kirkham A, Stuber K, Vollman DD, Rabin HR, Mitchell I, Storey DG. Quorum sensing and virulence of Pseudomonas aeruginosa during lung infection of cystic fibrosis patients. Infect Immun 2002; 70(4):1783-90.
  • 24. Driffield K, Miller K, Bostock JM, O’Neill AJ, Chopra I. Increased mutability of Pseudomonas aeruginosa in biofilms. J Antimicrob Chemother 2008; 61(5):1053-6.
  • 25. Капранов Н.И., Каширская Н.Ю. «Муковисцидоз». Методические рекомендации. Издание четвертое переработанное и дополненное / под редакцией Капранова Н.И., Каширской Н.Ю. М.: 2011.-124 с.
  • 26. Sousa SA, Ramos CG, Leitão JH. Burkholderia cepacia complex: emerging multihost pathogens equipped with a wide range of virulence factors and determinants. Int J Microbiol 2011; 2011:607575.
  • 27. Kiska DL, Kerr A, Jones MC, Caracciolo JA, Eskridge B, Jordan M, Miller S, Hughes D, King N, Gilligan PH. Accuracy of four commercial systems for identification of Burkholderia cepacia and other Gram-negative nonfermenting bacilli recovered from patients with cystic fibrosis. J Clin Microbiol 1996; 34: 886-91.
  • 28. Воронина О. Л., Кунда М. С., Аксенова Е. И., Орлова А.А., Чернуха М.Ю., Лунин В.Г., Амелина Е.Л., Чучалин А.Г., Гинцбург А.Л. Экспресс-диагностика микроорганизмов, поражающих дыхательные пути больных муковисцидозом. Клиническая лабораторная диагностика 2013; 11:53-8.
  • 29. Об унификации микробиологических (бактериологических) методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений. Приказ Минздрава СССР от 22.04.1985 № 535. Москва, 1985 г.
  • 30. Шагинян М.А., Чернуха М.Ю., Данилина Г.А., Алексеева Г.В., Гинцбург А.Л. Роль регуляторной системы «quorum sensing» в образовании биопленок бактериями Burkholderia cepacia и Pseudomonas aeruginosa. Ж микробиол эпидемиол иммунобиол, 2009; 4:39-43.
Views
0 Abstract
0 PDF
0 Crossref citations
Shared