In vitro antibiotic susceptibility of bacterial pathogens and risk factors associated with culture positive neonatal sepsis in two hospitals, Katsina metropolis, Nigeria

Abstract

Background: Neonatal sepsis is one of the most important causes of morbidity and mortality among neonates, particularly in developing countries. This study aimed to determine the risk factors and in vitro antibiotic susceptibility patterns of bacterial pathogens associated with neonatal sepsis in Federal Medical Centre (FMC) and Turai Umaru Yar’adua Maternal and Children Hospital (TUYMCH), Katsina, Nigeria.Methodology: A total of 60 hospitalized neonates evaluated for neonatal sepsis at the special care baby units (SCBU) of the two healthcare facilities whose parents gave informed consent were enrolled for the study between July and December 2020. Blood samples were aseptically collected from the neonates and cultured on BacT/Alert automated platform (BioMérieux, Mercy-Etoile, France) machine. Bacteria were identified from all positive cultures and in vitro susceptibility test was performed on the isolates to determine their minimum inhibitory concentrations (MICs) to eight selected antibiotics using the Vitek-2 compact system. Data were analyzed by SPSS version 22.0.Results: A total of 60 neonates with clinical features suggestive of sepsis were enrolled. The mean age of the neonates is 1.35±0.48 days while the mean weight is 2.13±0.89 kg. Neonates with early onset sepsis (<3 days) constituted  65% while those with late-onset sepsis (>3 days) constituted 35%. Thirty-one (51.7%) neonates were culture positive while 29 (48.3%) were culture negative for bacterial pathogens. Gram-positive bacteria predominated, constituting 80.6% while Gram-negative bacteria constituted 19.4%. The most frequent Gram-positive bacteria were coagulase-negative staphylococci (51.6%, 16/31), with Staphylococcus haemolyticus 5 (16.1%) predominating, while the most frequent Gram-negative bacteria isolate was Escherichia coli 2 (6.5%). A high degree of antibiotic resistance (>50% rate) was exhibited by the isolates against most of the tested antibiotics including third generation cephalosporins and fluoroquinolones. Gentamicin was the only antibiotic effective, with 65.5% of all isolates sensitive to it; 68.0% Gram-positives and 50.0% Gram-negatives. Vancomycin was also effective against Gram-positive bacteria, with 68.0% of the isolates sensitive to it. Previous premature delivery (64.5%, 20/31) and baby delivery at home were respectively the only maternal and neonatal factors significantly associated with culture-positive neonatal sepsis (OR=2.975, 95% CI=1.040-8.510). There was no significant difference between culture positive and negative neonatal sepsis with respect to clinical manifestations such as refusal of feeds, fever, jaundice, fast breathing, convulsion and body temperature (p>0.05).Conclusion: Neonatal sepsis is a substantial cause of mortality and morbidity among neonates admitted at the FMC and TUYMCH, Katsina, Nigeria. There is a need for regular surveillance of the risk factors, causative organisms, and antibiotic susceptibility patterns of isolated pathogens, to inform the choice of empirical antibiotic treatment pending the results of blood cultures. Contexte: La septicémie néonatale est l'une des causes les plus importantes de morbidité et de mortalité chez les nouveau-nés, en particulier dans les pays en développement. Cette étude visait à déterminer les facteurs de risque et les schémas de sensibilité aux antibiotiques in vitro des agents pathogènes bactériens associés à la septicémie néonatale dans le Centre Médical Fédéral (FMC) et le Turai Umaru Yar'adua Hôpital de la Mère et de l'Enfant (TUYMCH), Katsina, Nigeria.Méthodologie: Un total de 60 nouveau-nés hospitalisés évalués pour une septicémie néonatale dans les unités de soins spéciaux pour bébés (SCBU) des deux établissements de santé dont les parents ont donné leur consentement éclairé ont été inclus dans l'étude entre juillet et décembre 2020. Des échantillons de sang ont été prélevés de manière aseptique sur les nouveau-nés et cultivés sur la plate-forme automatisée BacT/Alert (BioMérieux, Mercy-Etoile, France). Les bactéries ont été identifiées à partir de toutes les cultures positives et un test de sensibilité in vitro a été effectué sur les isolats pour déterminer leurs concentrations minimales inhibitrices (CMI) à huit antibiotiques sélectionnés à l'aide du système compact Vitek-2. Les données ont été analysées par SPSS version 22.0.Résultats: Au total, 60 nouveau-nés présentant des caractéristiques cliniques évoquant une septicémie ont été recrutés. L'âge moyen des nouveau-nés est de 1,35±0,48 jours alors que le poids moyen est de 2,13±0,89 kg. Les nouveau-nés atteints d'un sepsis précoce (<3 jours) représentaient 65% tandis que ceux atteints d'un sepsis tardif (>3 jours) représentaient 35%. Trente et un (51,7%) nouveau-nés étaient positifs à la culture tandis que 29 (48,3%) étaient négatifs à la culture pour les pathogènes bactériens. Les bactéries Gram-positives prédominaient, constituant 80,6% tandis que les bactéries Gram-négatives constituaient 19,4%. Les bactéries à Gram positif les plus fréquentes étaient les staphylocoques à coagulase négative (51,6%, 16/31), Staphylococcus haemolyticus 5 (16,1%) prédominant, tandis que l'isolat de bactéries à Gram négatif le plus fréquent était Escherichia coli 2 (6,5%). Un degré élevé de résistance aux antibiotiques (> 50% de taux) a été présenté par les isolats contre la plupart des antibiotiques testés, y compris les céphalosporines de troisième génération et les fluoroquinolones. La gentamicine était le seul antibiotique efficace, avec 65,5% de tous les isolats qui y étaient sensibles; 68,0% de Gram positifs et 50,0% de Gram négatifs. La vancomycine était également efficace contre les bactéries Gram-positives, 68,0% des isolats y étant sensibles. Un accouchement prématuré antérieur (64,5%, 20/31) et un accouchement à domicile étaient respectivement les seuls facteurs maternels et néonatals significativement associés à une septicémie néonatale à culture positive (OR=2,975, IC 95%=1,040-8,510). Il n'y avait pas de différence significative entre la septicémie néonatale positive et négative à la culture en ce qui concerne les manifestations cliniques telles que le refus de s'alimenter, la fièvre, la jaunisse, la respiration rapide, les convulsions et la température corporelle (p>0,05).Conclusion: La septicémie néonatale est une cause importante de mortalité et de morbidité chez les nouveau-nés admis au FMC et TUYMCH, Katsina, Nigeria. Il est nécessaire de surveiller régulièrement les facteurs de risque, les organismes responsables et les schémas de sensibilité aux antibiotiques des agents pathogènes isolés, afin d'éclairer le choix d'un traitement antibiotique empirique en attendant les résultats des hémocultures.