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ORCID:  http://orcid.org/0009-0007-6876-6474
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Epidemiologia Clássica e Molecular de Klebsiella pneumoniae resistente em hospitais terciários de Uberlândia – MG
Alternate title (s): Epidemiología Clásica y molecular de Klebsiella Pneumoniae resistente en hospitales terciarios de Uberlândia- Minas Gerais
Author: Ramirez, Camila Peredo
First Advisor: Ribas, Rosineide Marques
Second Counselor: Gontijo Filho, Paulo Pinto
First member of the Committee: Royer, Sabrina
Second member of the Committee: Dias, Vinicius Lopes
Summary: O surgimento e disseminação de cepas de Klebsiella pneumoniae resistentes aos β-lactâmicos com destaque aos carbapenêmicos é uma ameaça significativa á eficácia terapêutica, resultando em altas taxas de mortalidade. O estudo da epidemiologia das infeções causadas por K. pneumoniae resistente aos carbapenêmicos(CRKP) é importante para compreender a disseminação de genes de virulência e resistência; assim como as taxas de mortalidade por isolados de CRKP na cidade de Uberlândia. Primeiramente, o estudo buscou analisar a disseminação de K. pneumoniae produtoras de ESBL e carbapenêmases no ambiente hospitalar. Adicionalmente, identificar as variáveis associadas à mortalidade por bacteremia por K. pneumoniae, com especial atenção ao impacto da terapia combinada direcionada. Para responder ao primeiro objetivo, isolados de K. pneumoniae foram selecionados aleatoriamente em dois hospitais terciários em Minas Gerais, Brasil. Os isolados, que eram resistentes aos carbapenêmicos, foram avaliados para os genes blaCTX-M-15, blaKPC, blaNDM, blaSHV, blaTEM, blaVIM, qnrA, aadA1, entB, kfu, ureA, wabG, allS, Aero e rmpA usando reação em cadeia da polimerase (PCR). Todos os amplicons de PCR blaCTX-M-15 foram analisados quanto às relações genéticas por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Para o segundo objetivo os prontuários de 109 pacientes (recuperados durante o período de 2011 a 2019) foram revisados para avaliar os fatores de risco para bacteremia por CRKP. A relação entre os dados demográficos e clínicos do paciente e a multirresistência (MDR) foi analisada. Os desfechos primários foram 30 dias de mortalidade. O excesso de mortalidade foi calculado nos seguintes grupos: K. pneumoniae multirresistente, K. pneumoniae resistente a carbapenêmicos e K. pneumoniae sensível a carbapenêmicos. A analise univariada foi feita para identificar fatores associados á mortalidade em 30 dias. Na primeira fase do estudo se observou uma alta prevalência de genes de resistência e virulência em isolados de K. pneumoniae. Os genes de resistência incluíram ESBLs (blaCTX-M-15 25,5%, blaTEM 96,1%, blaSHV 92,2%) e carbapenemases (blaKPC: 31,4%, blaVIM: 54,9%, blaNDM: 25,5%). Genes de virulência como entB (84,3%), kfu (86,3%), ureA (90,2%), wabG (94,1%), allS (11,8%), Aero (68,6%) e rmpA (9,8%) também foram comumente prevalentes. As infecções respiratórias (32,7%) foram as mais comuns, seguidas pela colonização retal (24,7%). A genotipagem identificou três clones dominantes (A, B, E), com padrões de distribuição geográfica.Para o segundo objetivo foi demostrado que 64,2% dos isolados eram resistentes a carbapenêmicos, e terapia empírica inapropriada foi observada em 62,4% dos pacientes.Na análise univariada,a hemodiálise foi um fator de risco de mortalidade(p=0,0238). As cepas resistentes aos carbapenêmicos foram associadas ao excesso de mortalidade (12,95%), enquanto as cepas multirresistentes tiveram uma taxa de excesso de mortalidade mais baixa (4,51%). Este estudo destaca a prevalência alarmante de genes de resistência e virulência em K. pneumoniae, enfatizando seu papel em infecções graves.As altas taxas de resistência aos carbapenêmicos e o excesso de mortalidade associado ressaltam a necessidade urgente de melhores medidas de prevenção, controle e terapias antimicrobianas personalizadas em ambientes hospitalares. Essas descobertas fornecem insights críticos para o avanço das estratégias de gerenciamento de infecções e a redução da carga de infecções multirresistentes.
Abstract: The emergence and spread of β-lactam-resistant Klebsiella pneumoniae strains, particularly those resistant to carbapenems, pose a significant threat to therapeutic efficacy, resulting in high mortality rates. Studying the epidemiology of infections caused by carbapenem-resistant K. pneumoniae (CRKP) is crucial for understanding the dissemination of virulence and resistance genes, as well as the distribution of mortality rates associated with CRKP isolates in the city of Uberlândia. Initially, the study aimed to analyze the spread of K. pneumoniae producing ESBLs and carbapenemases in hospital settings. Additionally, it sought to identify variables associated with mortality due to K. pneumoniae bacteremia, with a particular focus on the impact of targeted combination therapy. To address the first objective, K. pneumoniae isolates were randomly selected from two tertiary hospitals in Minas Gerais, Brazil. These carbapenem-resistant isolates were assessed for the presence of blaCTX-M-15, blaKPC, blaNDM, blaSHV, blaTEM, blaVIM, qnrA, aadA1, entB, kfu, ureA, wabG, allS, Aero, and rmpA genes using polymerase chain reaction (PCR). All blaCTX-M-15 PCR amplicons were analyzed for genetic relationships via pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). For the second objective, medical records of 109 patients (collected between 2011 and 2019) were reviewed to evaluate risk factors for CRKP bacteremia. The relationship between patients' demographic and clinical data and multidrug resistance (MDR) was analyzed. The primary outcomes were 30-day mortality rates. Excess mortality was calculated for the following groups: multidrug- resistant K. pneumoniae, carbapenem-resistant K. pneumoniae, and carbapenem-sensitive K. pneumoniae. A univariate analysis was conducted to identify factors associated with 30-day mortality. In the first phase of the study, a high prevalence of resistance and virulence genes was observed in K. pneumoniae isolates. Resistance genes included ESBLs (blaCTX-M-15 25.5%, blaTEM 96.1%, blaSHV 92.2%) and carbapenemases (blaKPC 31.4%, blaVIM 54.9%, blaNDM 25.5%). Virulence genes such as entB (84.3%), kfu (86.3%), ureA (90.2%), wabG (94.1%), allS (11.8%), Aero (68.6%), and rmpA (9.8%) were also commonly found. Respiratory infections (32.7%) were the most frequent, followed by rectal colonization (24.7%). Genotyping identified three dominant clones (A, B, and E) with distinct geographic distribution patterns. For the second objective, it was demonstrated that 64.2% of isolates were resistant to carbapenems, and inappropriate empirical therapy was observed in 62.4% of patients. In the univariate analysis, hemodialysis was identified as a mortality risk factor (p=0.0238). Carbapenem-resistant strains were associated with an excess mortality rate of 12.95%, while multidrug-resistant strains had the lowest excess mortality rate (4.51%). This study highlights the alarming prevalence of resistance and virulence genes in K. pneumoniae, emphasizing its role in severe infections. The high carbapenem resistance rates and associated excess mortality underscore the urgent need for improved prevention, control measures, and personalized antimicrobial therapies in hospital settings. These findings provide critical insights into advancing infection management strategies and reducing the burden of multidrug-resistant infections.
Keywords: Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae
Mortalidade
Mortality
Virulência
Virulence
Carbapenêmicos
Carbapenems
Brasil
Brazil
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Subject: Imunologia
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas
Quote: RAMIREZ, Camila Peredo. Epidemiologia Clássica e Molecular de Klebsiella pneumoniae em hospitais terciários de Uberlândia - MG. 78 f. Dissertação (Mestrado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.189.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.189
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45020
Date of defense: 10-Mar-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
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