Use of CRP/Albumin Ratio (CAR) in the Early Diagnosis of Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)-Related Upper Urinary Tract Infection in Children and Antibiotic Resistance of Isolated Uropathogens

Year 2024, Volume: 21 Issue: 2, 314 - 320, 29.08.2024

Aylin Gençler , Salim Yakut , Fadile Yıldız Zeyrek

https://doi.org/10.35440/hutfd.1512157

Abstract

Background: Urinary tract infections (UTIs) are the second most common infections among children. Early initiation of treatment is crucial to prevent complications. In recent years, the increasing production of extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) in gram-negative bacteria has made it challenging to treat infections caused by these pathogens in children. The C-reactive protein to albumin ratio (CAR) has emerged as an important marker for inflammation in recent years. The aim of our study is to investigate the predictive value of CAR in the early identification of ESBL-positive upper urinary tract infections (UUTI) in children and to determine the antibiotic resistance profiles of isolated uropathogens.
Materials and Methods: This study was conducted by reviewing the medical records of 194 children diagnosed with UUTI and treated either as outpatients or inpatients. Based on urine culture results, patients were divided into two groups: ESBL-positive UUTI and ESBL-negative UUTI. Laboratory tests obtained within the first 6 hours after UUTI diagnosis, before the initiation of antibiotic therapy, as well as demographic data, were retrieved from hospital records and compared between the two groups. The microorganisms isolated in urine cultures and their antimicro-bial susceptibility results were recorded.
Results: Of the patients, 98 (50,5%) were female and 96 (49,4%) were male, with a median age of 12 (4,92-36) months. Among the isolated pathogens, 126 (64,9%) were ESBL-negative, while 68 (35,1%) were ESBL-positive. CRP and CAR levels were significantly higher in the ESBL-positive UUTI group (p<0.001). A ROC analysis was performed to assess the ability of laboratory parameters to predict ESBL-positive UUTI. For CRP, values of 2,270 and above predicted ESBL positivity with 54,41% sensitivity and 61,11% specificity [p<0.001; AUC: 0.660 (0,584-0,737)]. For CAR, values of 0,698 and above predicted ESBL-positive UUTI with 58,82% sensitivity and 59,52% specificity [p=0.001; AUC: 0,650 (0,573-0,727)].
Escherichia coli (39,2%) was the most frequently isolated microorganism in all patients, followed by Klebsiella pneumoniae (28,9%), Enterococ-cus spp. (14,4%), and Proteus mirabilis (9,3%). Among ESBL-positive UUTI patients, the most commonly isolated microorganisms were E. coli and K. pneumoniae. Ampicillin resistance in ESBL-positive E. coli was 89,3%, and the highest resistance among cephalosporins was observed against ceftriaxone (89,7%). Amikacin resistance in ESBL-positive E. coli was 7,7%, while no resistance was observed in ESBL-positive UUTI K. pneumo-niae. Meropenem resistance was found in 5,6% and ertapenem resistance in 6,7% of K. pneumoniae isolates, while in E. coli, meropenem resistance was 13,6% and ertapenem resistance was 9,1%.
Conclusions: CAR is independently associated with ESBL-positive UUTI. Our study demonstrated that CAR may be useful in predicting ESBL-positive UUTI. Given the high resistance observed to cephalosporins, it is recommended that patients with significantly elevated CAR levels receive empirical treatment with carbapenems, amikacin, nitrofurantoin, or fosfomycin, whether treated as outpatients or inpatients.

Çocuklarda Genişlemiş Spektrumlu Beta Laktamazlara (GSBL) Bağlı Üst Üriner Sistem Enfeksiyonunun Erken Tanısında CRP/Albümin Oranının (CAO) Kullanılması ve Üreyen Üropatojenler ile Antibiyotik Dirençleri

Abstract

Amaç: Çocuklarda üriner sistem enfeksiyonları (ÜSE) sık görülen enfeksiyonlar arsında ikinci sırada yer almaktadır. Komplikasyonların gelişimini önlemek için tedaviye erken başlamak oldukça önemlidir. Son yıllarda gram negatif bakterilerde genişlemiş spektrumlu beta laktamaz (GSBL) üretiminin artmasından dolayı çocuklarda bu etkenlere bağlı gelişen enfeksiyonların tedavisini zorlaştırmaktadır. C-reaktif protein (CRP) ile albümin oranı (CAO), son yıllarda enflamasyonun belirlenmesinde kullanılan önemli göstergelerden biridir. Çalışmamızın amacı CAO kullanarak GSBL pozitif üst ÜSE‘nun (Ü-ÜSE) erken dönemde tahmin edilmesini araştırmak ve üreyen üropatojenler ile antibiyotik dirençlerini belirlemektir.
Materyal ve metod: Bu çalışma, Ü-ÜSE tanısı konarak ayaktan veya hastaneye yatırılarak tedavi edilen 194 çocuğun hasta dosyalarının incelenme-siyle gerçekleştirildi. Hastalar, idrar kültürü sonuçlarına göre GSBL pozitif Ü-ÜSE ve GSBL negatif Ü-ÜSE olmak üzere iki gruba ayrıldı. Ü-ÜSE tanısı konulduktan sonraki ilk 6 saat içinde ve antibiyotik tedavisi başlanılmadan önce alınan laboratuvar tetkikleri ve hastaların demografik verileri hastane kayıtlarından alınarak her iki grup arasında karşılaştırma yapıldı. İdrar kültürlerinde üreyen mikroorganizmalar ve antimikrobiyal duyarlılık sonuçları kaydedildi.
Bulgular: Hastaların 98 (%50.5)’i kız, 96 (%49.4)’sı erkek idi. Yaş ortalaması 12 (4,92-36) ay olarak tespit edildi. İzole edilen etkenlerin 126 (%64,9)’sı GSBL negatif iken 68 (%35,1)’i GSBL pozitif idi. CRP ve CAO, GSBL pozitif Ü-ÜSE grubunda anlamlı olarak daha yüksekti (p<0.001). Laboratuvar paramtrelerinin GSBL pozitif Ü-ÜSE’nu öngörmesi için ROC analizi yapıldı. CRP parametresi için 2,270 ve daha büyük değerlerin GSBL pozitifliğini %54,41 duyarlılık ve %61,11 özgüllük ile [p<0,001; AUC: 0,660 (0,584-0,737]; CAO parametresi için 0,698 ve daha büyük değerlerin GSBL pozitif Ü-ÜSE’nu %58,82 duyarlılık ve %59,52 özgüllük ile [p=0,001; AUC:0,650 (0,573-0,727)] öngördüğü belirlenmiştir.
Tüm hastalarda E.coli (%39,2) en sık üreyen mikroorganizma iken, K.pneumoniae (%28,9), Enterococcus spp (%14,4), Proteus mirabilis (% 9,3) diğer sık saptanan mikroorganizmalar oldu. GSBL pozitif Ü-ÜSE hastalarının idrar kültüründe üreyen en sık mikroorganizmalar ise sırasıyla E.coli ve K.pneumoniae idi. Ampisilin direnci GSBL pozitif E.coli’de %89,3 idi. Sefalosporin grubu ajanlardan en yüksek oranda seftriaksona karşı direnç (%89,7) saptandı. Amikasin direnci GSBL pozitif E.coli’de 7,7 oranında gözlenirken, GSBL pozitif Ü-ÜSE K.pneumoniae’da direnç gözlenmedi. K.pneumoniae’da meropenem direnci %5,6, ertapenem direnci %6,7 oranında görülürken, E.coli’de meropenem direnci %13,6, ertapenem direnci ise %9,1 oranında görüldü.
Sonuç: CAO, Ü-ÜSE’da GSBL pozitif Ü-ÜSE ile bağımsız bir ilişkiye sahiptir. Çalışmamızda, CAO'nun GSBL pozitif Ü-ÜSE'yi tahmin etmek için yararlı olabileceği gösterildi. Sefalosporinlere yüksek oranda direnç görülürken CAO belirgin yüksek olan Ü-ÜSE’li hastaların ayaktan yada yatarak ampirik tedavisinde karbapenem, amikasin, nitrofurantoin ve fosfomisin kullanılması önerilebilir.

Keywords

GSBL, Üriner Sistem Enfeksiyonu, Çocuk, Antimikrobiyal Direnç, C-Reaktif Protein Albümin Oranı (CAO)

Ethical Statement

Bu çalışma 22.08.2022 tarih ve HRÜ/22.16.22 protokol numarası ile Harran Üniversitesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır ve 1964 Helsinki Bildirgesi ve sonraki değişikliklerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir.

Supporting Institution

YOK

References

• 1. Leung AKC, Wong AHC, Leung AAM, Hon KL. Urinary Tract Infection in Children. Recent Pat Inflamm Allergy Drug Dis-cov. 2019;13(1):2-18. doi: 10.2174/1872213X13666181228154940.
• 2. Stein R, Dogan HS, Hoebeke P, et al. Urinary tract infections in children: EAU/ESPU guidelines. Eur Urol. 2015;67(3):546-558. doi:10.1016/j.eururo.2014.11.007
• 3. Honkinen O, Jahnukainen T, Mertsola J, Eskola J, Ruuskanen O. Bacteremic urinary tract infection in children. Pediatr Infect Dis J. 2000;19(7):630-634. doi:10.1097/00006454-200007000-00009
• 4. Guo BC, Chen CY, Huang WY, et al. Risk Factors for Urinary Tract Infections in Children with Hematuria in the Emer-gency Department. Children (Basel). 2024;11(2):248. Pub-lished 2024 Feb 15. doi:10.3390/children11020248
• 5. Majd M, Rushton HG. Renal cortical scintigraphy in the diagnosis of acute pyelonephritis. Semin Nucl Med. 1992;22(2):98-111. doi:10.1016/s0001-2998(05)80085-6
• 6. Shaikh N, Borrell JL, Evron J, Leeflang MM. Procalcitonin, C-reactive protein, and erythrocyte sedimentation rate for the diagnosis of acute pyelonephritis in children. Cochrane Da-tabase Syst Rev. 2015;1(1):CD009185. Published 2015 Jan 20. doi:10.1002/14651858.CD009185.pub2
• 7. Işıkgöz Taşbakan M, Pullukçu H, Sipahi OR, Yamazhan T, Arda B, Ulusoy S. A pooled analysis of the resistance pat-terns of Escherichia coli strains isolated from urine cultures in Turkey: a comparison of the periods 1997-2001 and 2002-2007. Türk J Med Sci 2001;41(3):557-564.
• 8. Gönüllü N, Canberk MB, Filiz Ö, Altınkum S, Küçükbasmacı Ö, Aygün G. ve ark. Çeşitli klinik örneklerden üretilen Esche-richia coli kökenlerinde antibiyotik duyarlılıkları beta-laktam direnç fenotipleri. ANKEM Dergisi. 2008;22(2):64-68.
• 9. Gradel KO, Thomsen RW, Lundbye-Christensen S, Nielsen H, Schønheyder HC. Baseline C-reactive protein level as a predictor of mortality in bacteraemia patients: a popula-tion-based cohort study. Clin Microbiol Infect. 2011;17(4):627-632. doi:10.1111/j.1469-0691.2010.03284.x
• 10. Ranzani OT, Zampieri FG, Forte DN, Azevedo LC, Park M. C-reactive protein/albumin ratio predicts 90-day mortality of septic patients. PLoS One. 2013;8(3):e59321. doi:10.1371/journal.pone.0059321
• 11. Kim MH, Ahn JY, Song JE, et al. The C-Reactive Pro-tein/Albumin Ratio as an Independent Predictor of Morta-lity in Patients with Severe Sepsis or Septic Shock Treated with Early Goal-Directed Therapy [published correction ap-pears in PLoS One. 2019 Nov 18;14(11):e0225620. doi: 10.1371/journal.pone.0225620]. PLoS One. 2015;10(7):e0132109. Published 2015 Jul 9. doi:10.1371/journal.pone.0132109
• 12. Yang C, Yang Y, Li B, Xu P, Shen Q, Yang Q. The diagnostic value of high-sensitivity C-reactive protein/albumin ratio in evaluating early-onset infection in premature. Zhonghua Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue. 2016 Feb;28(2):173-177. Chi-nese. doi: 10.3760/cma.j.issn.2095-4352.2016.02.017.
• 13. Kang P, Kang W, Li Y, Li T. C-Reactive Protein-to-Albumin Ratio as an Early Biomarker to Identify Sepsis in Neonates with Pneumonia. Mediators Inflamm. 2022;2022:4711018. Published 2022 Jul 14. doi:10.1155/2022/4711018
• 14. Luo B, Sun M, Huo X, Wang Y. Two new inflammatory markers related to the CURB-65 score for disease severity in patients with community-acquired pneumonia: The hy-persensitive C-reactive protein to albumin ratio and fibrino-gen to albumin ratio. Open Life Sci. 2021;16(1):84-91. Pub-lished 2021 Jan 22. doi:10.1515/biol-2021-0011
• 15. Tamagawa H, Aoyama T, Tamagawa A, et al. Influence of the Preoperative C-Reactive Protein-to-Albumin Ratio on Survival and Recurrence in Patients With Esophageal Can-cer. Anticancer Res. 2020;40(4):2365-2371. doi:10.21873/anticanres.14205
• 16. Shaikh KJ, Osio VA, Leeflang MM, Shaikh N. Procalcitonin, C-reactive protein, and erythrocyte sedimentation rate for the diagnosis of acute pyelonephritis in children. Cochrane Database Syst Rev. 2020;9(9):CD009185. Published 2020 Sep 10. doi:10.1002/14651858.CD009185.pub3
• 17. Klinik Mikrobiyoloji Uzmanlık Derneği. Tıbbi Mikrobiyoloji Uzmanları için Klinik Örnekten Sonuç Raporuna Uygulama Rehberi-Üriner Sistem Örneklerinin Laboratuvar İncelemesi Rehberi; Ver2-2022
• 18. Mehli M, Zer Y, Gayyurhan E. Çeşitli klinik örneklerden Enterobactericeae suşlarında GSBL oluşturmanın ÇDST ve VİTEK2 yöntemleri ile araştırılması. ANKEM Dergisi. 2007; 21:71-75.
• 19. Çakin Ö, Karaveli A, Yüce Aktepe M, Gümüş A, Yildirim ÖE. Comparison of Inflammatory Marker Scoring Systems and Conventional Inflammatory Markers in Patients over 65 Ye-ars of Age Admitted to the Intensive Care Unit: A Multicen-ter, Retrospective, Cohort Study. J Clin Med. 2024;13(14):4011. Published 2024 Jul 9. doi:10.3390/jcm13144011
• 20. Domínguez de Villota E, Mosquera JM, Rubio JJ, Galdos P, Díez Balda V, de la Serna JL, ve ark. Association of a low se-rum albumin with infection and increased mortality in criti-cally ill patients. Intensive Care Med. 1980 Nov;7(1):19-22. doi: 10.1007/BF01692917.
• 21. Güneş H, Kütükçü M. Use Of Crp/Albumın Ratıo In Thedıffe-rentıatıon Of Upper Urınary Systemınfectıon In Chıldren Wıth A Urınary Systemınfectıon. Ankara Medical Journal. 2020; 20(4): 895 - 903. doi:10.5505/amj.2020.22438
• 22. Sun R, Sun X, Yang H, Liu Q. Retrospective analysis of se-rum C-reactive protein/albumin ratio for the prognosis of the adult patients with sepsis. Zhonghua Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue. 2016 May;28(5):413-417.