Chromobacterium violaceum Septicaemia and Urinary Tract Infection: Case Reports from a tertiaire Care Hospital in South India

Abstract

Chromobacterium violaceum is een gramnegatieve oxidase-positieve bacil die zelden infecties bij de mens veroorzaakt. Het is een normale bewoner van bodem en stilstaand water van de tropische en subtropische gebieden. Bij mensen kan het infecties veroorzaken variërend van levensbedreigende sepsis met metastatische abcessen tot huidinfecties en urineweginfecties. Het organisme is notoir resistent tegen de meeste cefalosporines en ampicilline. Fluorochinolonen en aminoglycosiden vertonen in vitro een goede gevoeligheid. Hoge sterftecijfers geassocieerd met deze infecties maken een snelle diagnose en een geschikte antimicrobiële therapie noodzakelijk. Hier presenteren we drie gevallen van chromobacterium violaceum infectie van de overheid Medical College Kozhikode, Kerala.

1. Inleiding

Chromobacterium violaceum is een gramnegatieve, beweeglijke, oxidasepositieve bacil die temperatuurgevoelig is en wijd verspreid is in natuurlijke aquatische omgevingen. Het groeit gemakkelijk op gewone media zoals bloedagar, MacConkey agar, en voedingsagar produceren een violet antioxidant pigment bekend als violaceïne . Menselijke infecties met dit organisme, hoewel zeldzaam, kan leiden tot ernstige systemische infectie door het invoeren van de bloedbaan via een open wond . Snelle progressie tot sepsis met metastatische abcessen en multidrug resistentie zijn opvallende kenmerken van chromobacterium violaceum infecties. Het micro-organisme, eerder gedacht te worden beperkt tot het geografische gebied tussen breedtegraden 35°N en 35°S, kan zijn habitat uit te breiden buiten dit bereik als gevolg van de gevolgen van de opwarming van de aarde . Interessant is dat het monobactam Aztreonam voor het eerst werd beschreven als een natuurlijk metabolisch product van deze bacterie .

2. Geval 1 (septikemie)

een 11 maanden oud Mannelijk kind werd naar ons ziekenhuis verwezen met klachten van hoge koorts van 5 dagen, dunne ontlasting en ademnood. De koorts werd voorafgegaan door cellulitis van de rechterwang en cervicale en preauriculaire adenitis. Hij werd geïnjecteerd met Cefotaxime op het moment van verwijzing. Bij opname was het kind koortsig met bleekheid, vergroting van de cervicale lymfeklieren en hepatosplenomegalie. Bloedonderzoek (Tabel 1) toonde anemie. Perifeer uitstrijkje onderzoek meldde ernstige microcytische hypochrome anemie met neutropenie. Het uitstrijkje voor malaria parasiet onderzoek was negatief. Röntgenonderzoek toonde meerdere fragmentarische troebelingen in de longen. Een voorlopige diagnose van bronchopneumonie met lymforeticulaire maligniteit werd gesteld en het kind werd empirisch geplaatst op Cefotaximinjectie van 350 mg IV Q8H, Ampicillineinjectie van 350 mg IV Q6H, vancomycine injectie van 140 mg IV Q18H en oseltamivir van 30 mg oraal BD samen met andere ondersteunende maatregelen. De tweede dag na opname verslechterde de toestand van de patiënt en kreeg hij transfusies van vers bevroren plasma en verpakte cellen. Ondanks intensieve behandeling bezweek de patiënt 48 uur na opname aan de dood.

een bloedkweek werd verzonden bij opname in brain heart infusion bouillon die werd geïncubeerd bij 37°C. subculturen werden gedaan op bloedagar, op MacConkey-agar, en vervolgens op voedingsagar die talrijke kolonies met donkerpaarse pigmentatie toonde (figuur 1). Het organisme was gramnegatief, motiel, catalase-positief en oxidase-positief. Het testen van de oxidasereactie met de populaire methode van Kovacs waarbij de bacteriegroei wordt ingesmeerd op een filtreerpapier geïmpregneerd met 1% waterige oplossing van tetra methyl-p-fenyleendiaminedihydrochloride leverde een probleem op aangezien het organisme violette pigmentatie had. Vandaar werd de oxidasereactie getest door de methode die door Dhar en Johnson wordt beschreven . Het organisme werd geïdentificeerd als chromobacterium violaceum op basis van biochemische kenmerken en pigmentproductie. Het werd verder bevestigd door Vitek-2 systeem versie: 07.01 (BioMerieux, Frankrijk) met behulp van gram negatieve kaart. Antibiogram werd gedaan door Kirby Bauer ‘ s disk diffusion susceptibility testing technique (figuren 2 en 3) en minimal inhibitory concentration (mic) methode. De resultaten werden geïnterpreteerd volgens de richtlijnen van het Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) voor andere niet-Enterobacteriaceae . Aangezien het isolaat resistent was tegen ampicilline en een intermediair gevoelig voor Cefotaxime (Tabel 2), verslechterde de toestand van de patiënt voordat hij de juiste antibioticabehandeling kreeg en ontwikkelde hij fatale septikemie.

figuur 1

β-hemolytische kolonies op bloedagar.

Figuur 2

Kirby Bauer disc diffusion methode.

Figuur 3

Kirby Bauer disc diffusion methode.

3. Geval 2

een mannelijk kind van 2,5 jaar had een pijnlijke zwelling van de hoofdhuid en koorts van 1 week. Hij had de ziekte van Kawasaki op de leeftijd van 7 maanden, mazelen op de leeftijd van 1,5 jaar, en terugkerende episodes van losse ontlasting in de afgelopen 1 maand. Echografie onderzoek van de hoofdhuid zwelling gemeld als ” pyemisch abces over de hoofdhuid met onderliggende invasie van beide pariëtale botten uit te breiden tot extradurale ruimte via voorafgaande fontanelle.”De patiënt werd aanvankelijk behandeld met oraal amoxicilline + clavulaanzuur en later veranderd in Ampicilline-injectie en cloxacilline-injectie.

Bloedkweekmonster werd in hersenhartinfusiebouillon naar het laboratorium gestuurd, dat bij 37°C werd geïncubeerd.vervolgens werden door subcultuur op bloedagar, MacConkey-agar en vervolgens op voedingsagar donkerviolet gekleurde kolonies op alle drie de platen gekweekt na een nachtelijke incubatie bij 37°C. Het organisme werd biochemisch geïdentificeerd als Chromobacterium violaceum. Antimicrobiële gevoeligheidstesten toonden resistentie tegen ampicilline en gevoeligheid voor fluorochinolonen en aminoglycosiden aan. Cerebrospinale vochtcultuur leverde geen groei op.

de patiënt ontwikkelde ademhalingsproblemen, hypotensie en shock en stierf uiteindelijk binnen 48 uur na opname, voordat de resultaten van antibioticagevoeligheidstesten binnenkwamen.

4. Case 3

een 12-jarig schoolmeisje presenteerde zich aan de polikliniek met een voorgeschiedenis van intermitterende dysurie met koorts en rillingen van 1 week. Er was geen voorgeschiedenis van een andere gelijktijdige ziekte. Patiënt gaf een geschiedenis van zwemmen in vijver af en toe . De laatste drie jaar had ze terugkerende episodes van urineweginfectie. Een routine urineonderzoek toonde 10-12 pus cellen per hoog vermogen veld samen met bacteriën. Echografie onderzoek van de buik onthulde milde wand verdikking van de urineblaas met interne echo ‘ s. Routinematig bloedonderzoek was binnen de normale grenzen.

een mid-stream urinemonster werd verkregen voor kweek in een steriele fles na het volgen van standaard voorzorgsmaatregelen en werd geïnoculeerd op bloedagar en MacConkey-agar. Na een nachtelijke aërobe incubatie bij 37°C werden donker violet gekleurde kolonies waargenomen op bloedagar. De biochemische testkenmerken kwamen overeen met de identificatie van Chromobacterium violaceum. Het isolaat was resistent tegen ampicilline en cefalosporines en gevoelig voor fluorochinolonen en aminoglycosiden.

de patiënt werd empirisch gestart met orale cefixime 200 mg tweemaal daags. We kregen nog een urinemonster voor kweek na 5 dagen op het moment van beoordeling, die hetzelfde organisme met vergelijkbaar antibioticagevoeligheidspatroon opleverde. Het resultaat werd opnieuw aan de arts meegedeeld en het belang van het veranderen van het antibioticum in fluorochinolon werd benadrukt. Vervolgens kreeg de patiënt gedurende 7 dagen oraal Ciprofloxacine van 500 mg tweemaal daags. Een derde urine cultuur uitgevoerd bij het volgende ziekenhuis bezoek een week later geen bacteriurie detecteren.

5. Discussie

de schaarste aan meldingen van menselijke infecties met chromobacterium violaceum is verbazingwekkend gezien het beschreven gemak waarmee de bacterie wordt teruggewonnen uit de bodem en stilstaande waterlichamen in de tropen en subtropen. Het organisme heeft een groeivoorkeur voor temperaturen tussen 20°C en 37°C. Vochtige grond en stilstaand of langzaam stromend water zijn de meest gemelde bronnen van infectie, vooral bij patiënten die cutane letsel of trauma hebben gehad, die vermoedelijk een portaal van binnenkomst voor deze ziekteverwekker biedt. Er is geen voorkeur voor leeftijd of geslacht gemeld in de literatuur en het enige vastgestelde predisponerende ziekteproces was chronische granulomateuze ziekte . Identificatie van dit organisme hangt voornamelijk af van de biochemische kenmerken. Een methode van opsporing gebruikend multiplex polymerasekettingreactie is beschreven door Scholz en collega ‘ s die nog grotendeels tot het gebied van onderzoek beperkt is en niet commercieel beschikbaar is .

de klinische verschijnselen van C. violaceuminfecties zijn proteïne. Het is in verband gebracht met pneumonie, gastro-intestinale infecties, urineweginfecties, gelokaliseerde cutane laesies, gelokaliseerde of gemetastaseerde abcessen, osteomyelitis, meningitis, peritonitis, hersenabces, endocarditis, hemofagocytisch syndroom, respiratory distress syndrome en fulminante sepsis . Het genoom van deze bacterie is onlangs volledig gerangschikt verstrekkend een platform voor gedetailleerde studies van zijn antiviral en bactericidal activiteiten, cytotoxicity, en mechanismen van de drugweerstand. De virulente stammen van C. violaceum hebben verhoogde niveaus van superoxide dismutase en catalase die het micro-organisme kunnen beschermen tegen fagocytische aanval bij mensen. Dit kan de pathogeniteit en het sterftecijfer bij infecties bij de mens verklaren . Pigmentproductie is geen marker van pathogeniteit, omdat ook van niet-gepigmenteerde stammen is gemeld dat ze infecties veroorzaken .

gegevens over antimicrobiële gevoeligheidspatronen van Chromobacterium violaceum zijn zeer beperkt vanwege de zeldzaamheid van isolatie van klinische specimens. De meeste stammen vertonen resistentie tegen penicillinen en andere bèta-lactamantibiotica en inderdaad is een verhoogde activiteit van bèta-lactamase gemeld bij dit organisme . Ciprofloxacine is in vitro het meest effectieve antibioticum. Het is ook gevoelig voor gentamicine en amikacine . In alle drie de hierboven beschreven gevallen kregen de patiënten voornamelijk bètalactam antimicrobiële middelen, wat de gevallen met dodelijke afloop in de eerste twee verklaart. In het geval van urineweginfectie werd het antibioticum pas na het tweede positieve kweekrapport gewijzigd van cefalosporine van de 3e generatie in Ciprofloxacine. De patiënt werd asymptomatisch na de verandering van antibioticum.

in de tropen en subtropen dient infectie met chromobacterium violaceum derhalve een van de differentiële diagnoses bij sepsis te zijn, vooral als deze wordt voorafgegaan door een huidinfectie of cellulitis. Ook, het kan presenteren als mildere infecties zoals UTI zoals beschreven in het derde geval. Het inherente resistentiepatroon van dit organisme moet in gedachten worden gehouden bij het instellen van empirische antibioticumtherapie.

6. Conclusie

Chromobacterium violaceum is gemakkelijk geïsoleerd uit natuurlijke aquatische milieus van de tropen en subtropen. Het traditionele geografische verspreidingspatroon van dit organisme is gebonden aan verandering in het licht van de veranderende mondiale klimaatomstandigheden. Menselijke infecties met deze ziekteverwekker, hoewel zeldzaam, resulteren vaak in een hoog sterftecijfer. Snelle diagnose en het gebruik van optimale antimicrobiële middelen voor de behandeling kan levensreddend zijn. Commerciële invoering van een kosteneffectieve, snelle diagnostische methode is de noodzaak van het uur. Het gebrek aan bewustzijn onder clinici met betrekking tot de pathogenese en antimicrobiële resistentiepatroon van deze bacterie is een uitdaging die moet worden aangepakt.

concurrerende belangen

de auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.