Serratia marcescens, patogen nosocomial important implicat în infecții severe

Serratia marcescens este un bacil Gram-negativ, mobil, care nu fermentează lactoza și face parte din familia Enterobacteriaceae. Specia se prezintă sub forme atât pigmentate, cât și nepigmentate, fiind inițial considerată un organism saprofit, cu răspândire largă în sol și apă. Totuși, odată cu evoluția practicilor medicale și a utilizării extinse a echipamentelor invazive în unitățile sanitare, S. marcescens a fost reîncadrată ca un patogen nosocomial important, implicat în infecții severe, adesea letale, la pacienții internați.

În ciuda relevanței clinice tot mai mari, această bacterie rămâne parțial neînțeleasă. Managementul infecțiilor cu S. marcescens este complicat de lipsa unor studii clinice robuste și de îngrijorările persistente privind capacitatea acesteia de a dezvolta rapid rezistență multiplă la antibiotice, prin mecanisme inductibile. Aceste caracteristici transformă S. marcescens într-un adversar terapeutic de temut, mai ales în contextul creșterii rezistenței antimicrobiene la nivel global.

Cu toate acestea, percepția asupra acestei specii s-a schimbat semnificativ la sfârșitul secolului al XIX-lea. În urma unei analize realizate în anul 1896 asupra unui număr redus de cazuri clinice, profesorul Scheurlen de la Universitatea din Strasbourg a concluzionat că S. marcescens a contribuit la un număr de decese mai mare decât multe alte bacterii recunoscute drept patogene la acea vreme. Aceste observații timpurii au fost urmate de o documentare clinică mai riguroasă abia în a doua jumătate a secolului XX.

Frecvența infecțiilor atribuite acestui agent patogen a crescut constant

Primul raport oficial al unei infecții nosocomiale cauzate de S. marcescens datează din anul 1951, când Wheat a descris 11 cazuri înregistrate pe o perioadă de șase luni la Spitalul Universitar Stanford [1]. Ulterior, frecvența infecțiilor atribuite acestui agent patogen a crescut constant, în special după anii 1960 [2]. Un exemplu notabil este epidemia dintr-o secție de neonatologie raportată în 1966 de McCormack și Kunin, în care au fost afectați 27 de nou-născuți [3]. Cu toate acestea, până în anul 1968 fuseseră înregistrate doar 15 cazuri de bacteriemie cu Serratia, ceea ce sugerează o subraportare a incidenței reale [4].

În trecut, capacitatea Serratia marcescens de a produce infecții era considerată limitată la pacienții cu afecțiuni cronice debilitante, însă cercetările ulterioare au demonstrat implicarea sa într-o gamă extrem de largă de patologii infecțioase. Astăzi, această bacterie este recunoscută ca agent etiologic în aproape toate formele clinice de infecție, incluzând infecțiile tractului respirator, infecțiile urinare (ITU), septicemia, meningita și infecțiile plăgilor [5-7].

Mai mult decât atât, S. marcescens a fost identificată ca agent cauzator al endocarditei infecțioase, atât de origine comunitară, cât și asociată mediului spitalicesc [8]. Spre deosebire de majoritatea bacililor Gram-negativi, care afectează de regulă partea dreaptă a inimii, S. marcescens prezintă o afinitate neobișnuită pentru partea stângă [9]. Formele nosocomiale de endocardită sunt, în general, infecții exogene, asociate intervențiilor chirurgicale cardiace și altor proceduri invazive.

Serratia marcescens – Etiologie

În cadrul unităților sanitare, deficiențele în aplicarea măsurilor de control al infecțiilor, durata prelungită a internărilor și utilizarea extensivă a antibioticelor pot facilita diseminarea Serratia marcescens [10]. Printre sursele potențiale de contaminare se numără sistemele de ventilație și climatizare, chiuvetele, apa de la robinet, precum și diverse echipamente medicale — inclusiv bronhoscoape, nebulizatoare și aparate de ventilație. De asemenea, mâinile personalului medical reprezintă un vector important în transmiterea acestui agent patogen. Un factor de risc major în apariția infecțiilor cu S. marcescens îl constituie prezența dispozitivelor medicale invazive, în special cateterele urinare, care oferă o cale de acces directă pentru colonizare și infecție.

Prognosticul asociat infecţiilor cu Serratia marcescens

Rata mortalității asociate infecțiilor cu Serratia marcescens variază semnificativ în funcție de contextul clinic și severitatea cazurilor, fiind raportate valori cuprinse între 0% și 45%. Conform unei analize sistematice publicate în 2023, care a inclus 32 de articole și un total de 57 de cazuri documentate, rata globală de mortalitate în rândul pacienților infectați cu S. marcescens a fost de aproximativ 31% [10].

Manifestările clinice în infecţiile cu Serratia marcescens

Serratia marcescens a fost identificată în numeroase tipuri de izolate clinice, însă nu este recunoscută ca agent patogen principal într-un anumit sindrom infecțios specific. Totuși, poate provoca o gamă largă de infecții, atât la adulți, cât și la copii.

Tabloul clinic al infecțiilor produse de S. marcescens este, în general, nespecific și se aseamănă cu manifestările generate de alți agenți patogeni bacterieni. Simptomele variază în funcție de localizarea infecției — de la febră, durere locală și inflamație în cazul infecțiilor plăgilor, până la simptome respiratorii, urinare sau neurologice, în funcție de organul afectat.

Infecții de tract urinar

Serratia marcescens se numără printre cele mai frecvente zece bacterii implicate în infecțiile de tract urinar (ITU), conform rețelei europene de supraveghere a infecțiilor asociate asistenței medicale [11]. Majoritatea infecțiilor sunt de origine exogenă, survenind în special după cateterizare, factor considerat principal risc. Alte condiții predispozante includ diabetul zaharat, obstrucțiile urinare și insuficiența renală.

Tabloul clinic poate include:

• disurie;
• piurie;
• febră;
• polakiurie;
• durere la urinare.

Pacienții afectați erau predominant vârstnici, cu spitalizări prelungite și catetere urinare permanente. Alte date sugerează că infecțiile urinare cu S. marcescens sunt asociate cu un risc de patru ori mai mare de evoluție nefavorabilă comparativ cu infecțiile urinare obișnuite. [12]

Infecții respiratorii

Serratia marcescens s-a situat, în 2016, pe locul șase între cele mai frecvente cauze ale pneumoniei nosocomiale în Europa, conform datelor ECDC. Aceste infecții apar, de regulă, după proceduri invazive precum bronhoscopia, intubația, ventilația mecanică sau traheostomia, și sunt frecvent întâlnite la pacienți cu afecțiuni pulmonare cronice preexistente.

Simptomatologia este similară cu cea a altor forme de pneumonie:

• febră;
• dispnee;
• dureri toracice;
• tuse productivă;
• în anumite cazuri, poate apărea pseudohemoptizia, o colorație roșu-închis a sputei, cauzată de pigmentul prodigiozină produs de bacterie — fenomen rar, dar sugestiv [13].

Focare de infecții cu S. marcescens au fost raportate și în secțiile ATI pentru pacienți cu COVID-19, unde bacteriile au cauzat în principal pneumonii asociate ventilației, bacteriemii și sepsis, chiar și la pacienți imunocompetenți. De asemenea, bacteria a fost izolată relativ frecvent la pacienți cu fibroză chistică — un studiu din 2016 a identificat S. marcescens în 9,4% dintre probele de spută [14].

Infecții ale fluxului sangvin (bacteriemii și sepsis)

Conform rapoartelor ECDC din 2017, speciile de Serratia sunt responsabile pentru aproximativ 3% din totalul infecțiilor de sânge raportate în Europa. În secțiile de terapie intensivă, aceste bacterii se regăsesc printre primele zece microorganisme cel mai frecvent izolate în cazurile de bacteriemie.

Tabloul clinic al pacienților cu sepsis asociat Serratia include, în mod obișnuit:

• febră persistentă;
• frisoane;
• durerea intensă sau disconfortul generalizat;
• stare de șoc;
• detresă respiratorie.

În cele mai multe situații, bacteriemia apare secundar unei infecții urinare sau respiratorii preexistente. În anumite cazuri, cercetătorii au reușit să identifice sursa exactă a infecției, evidențiind rolul unor produse contaminate utilizate în practică medicală. În formele severe, sepsisul poate evolua către șoc septic, o condiție critică caracterizată prin insuficiență circulatorie profundă și afectare multiorganică, care poate avea un deznodământ letal, în absența unei intervenții medicale rapide și eficiente [15].

Infecții ale plăgilor postoperatorii

Serratia marcescens este implicată frecvent în infecțiile de plagă chirurgicală, în special în contextul spitalicesc, fiind un agent etiologic cunoscut al infecțiilor asociate actului medical. Simptomele clinice obișnuite includ:

• febră;
• durere localizată;
• eritem;
• edem;
• apariția de secreții purulente la nivelul inciziei.

Majoritatea acestor infecții au origine exogenă, iar sursa este adesea reprezentată de materiale sau echipamente contaminate utilizate în timpul îngrijirii sau intervențiilor. Un exemplu notabil este un focar documentat în 2017, declanșat de utilizarea unor flacoane de soluție salină contaminate, destinate igienei plăgilor într-o unitate de îngrijire specializat [16].

Infecții oculare

Infecțiile oculare cauzate de Serratia marcescens sunt relativ rare, dar pot avea consecințe severe în anumite condiții. Una dintre cele mai grave manifestări este endoftalmita, o inflamație profundă a globului ocular, care apare frecvent ca o complicație postoperatorie. Cu toate acestea, a fost raportat și un caz de endoftalmită endogenă, apărută în urma unei bacteriemii sistemice [17].

Pe lângă aceasta, S. marcescens a fost implicată în cazuri de conjunctivită și infecții ale canalului lacrimal [18]. În Bulgaria, a fost documentat un caz de keratită bacteriană cu hipopion, la un pacient care a utilizat lentile de contact timp de opt ani.

Simptomele prezentate au inclus:

• durere oculară persistentă;
• vedere încețoșată;
• lăcrimare excesivă;
• edem conjunctival;
• fotofobie;
• secreții oculare anormale [19].

Infecții osoase și articulare

Infecțiile osoase și articulare cauzate de Serratia marcescens sunt relativ rare, dar pot apărea în diverse contexte clinice. Cel mai adesea, osteomielita și artrita septică provocate de acest microorganism apar ca urmare a răspândirii hematogene, în special la persoanele care consumă droguri intravenos. Totuși, infecțiile pot fi și exogene, apărând după intervenții chirurgicale, traumatisme sau injecții în articulații.

Deși cazurile de sacroileită provocate de S. marcescens sunt foarte puțin frecvente și documentate în literatura de specialitate pe parcursul ultimelor decenii, un astfel de caz a fost raportat recent în Statele Unite, în anul 2020, de către Simon și colaboratorii săi. Pacientul a prezentat febră, dureri în partea inferioară a spatelui, durere resimțită în zona șoldului și dificultăți în susținerea greutății pe membrul afectat [20].

Infecții ale sistemului nervos central (SNC)

Deși rare, infecțiile sistemului nervos central provocate de Serratia marcescens includ meningita și abcese cerebrale. Riscul acestor infecții este crescut la pacienții cu traumatisme craniene, după intervenții neurochirurgicale, puncții lombare sau injecții epidurale.

Manifestările clinice pot cuprinde:

• febră;
• cefalee;
• stare de confuzie sau somnolență;
• vărsături;
• în cazuri severe, comă.

Un focar de meningită post-anestezie spinală pentru cezariană a fost raportat, fiind legat de utilizarea unor medicamente contaminate în timpul procedurii. S. marcescens a fost izolat atât din seringi preumplute, cât și dintr-o soluție de glucoză 5% cu norepinefrină, ceea ce sugerează contaminarea exogenă a acestor preparate farmaceutice [21].

Infecțiile neonatale

Pe lângă focarele de Serratia marcescens raportate în diverse secții clinice, au fost documentate numeroase epidemii prelungite și greu de controlat în secțiile de neonatologie și pediatrie la nivel global. Factorii principali de risc includ imaturitatea sistemului imunitar, greutatea mică la naștere (sub 1500 g) la nou-născuții prematuri, durata spitalizării și utilizarea antibioticelor.

Focarele de Serratia marcescens în secțiile de neonatologie pot avea surse variate, incluzând produse contaminate și igiena deficitară a personalului medical. Colonizarea tractului respirator și digestiv reprezintă un alt factor important în declanșarea infecțiilor la nou-născuți, ceea ce subliniază necesitatea unor măsuri riguroase de control și prevenire.

Diagnosticul infecției cu Serratia marcescens

Stabilirea diagnosticului de infecție cu Serratia marcescens nu se poate baza doar pe simptomele clinice, acestea fiind insuficiente pentru o confirmare precisă. Confirmarea prezenței acestui microorganism ca agent patogen implică necesitatea efectuării testelor de cultură bacteriană. În plus, diagnosticul specific al tipului de infecție cauzată de S. marcescens trebuie realizat ținând cont de simptomele și contextul clinic al pacientului.

Tratamentul infecțiilor cu Serratia marcescens

În prezent, nu există protocoale terapeutice specifice pentru infecțiile cauzate de Serratia marcescens. Abordarea terapeutică se bazează predominant pe administrarea antibioticelor, iar selecția acestora trebuie realizată în funcție de profilul de sensibilitate al tulpinii izolate, precum și de capacitatea medicamentului de a penetra țesuturile afectate.

Serratia marcescens prezintă rezistență intrinsecă la anumite clase de antibiotice, incluzând penicilinele, cefalosporinele de generațiile I și II, tetraciclinele, macrolidele și nitrofurantoina.

Conform unui studiu sistematic publicat în 2023, tulpinile de S. marcescens au demonstrat sensibilitate crescută la gentamicină, cotrimoxazol, amikacină, ciprofloxacină și cefotaxim [22]. Datorită potențialului bacterian de a dezvolta rezistență, utilizarea terapiilor antibiotice combinate poate fi justificată. Antibioticele cele mai frecvent utilizate în tratamentul infecțiilor cauzate de S. marcescens includ ciprofloxacina, amikacina, gentamicina și ceftazidima.

În anumite situații clinice, cum ar fi infecțiile tractului urinar asociate cu utilizarea cateterelor, tratamentul antibiotic poate fi amânat până la obținerea rezultatelor culturilor și testelor de sensibilitate. Cu toate acestea, în cazurile de sepsis sau șoc septic, inițierea promptă a terapiei antibiotice este imperativă. În situația în care terapia empirică este demarată înaintea confirmării microbiologice, este esențială ajustarea acesteia în funcție de rezultatele ulterioare ale testelor de sensibilitate

Prevenția infecțiilor cu Serratia marcescens

Pentru a limita răspândirea infecțiilor nosocomiale cu Serratia marcescens, este necesară aplicarea unor măsuri riguroase de control al infecțiilor.

Măsurile generale recomandate pentru toți pacienții includ:

• spălarea și dezinfectarea corectă a mâinilor;
• utilizarea echipamentului de protecție personală înainte de contactul cu materiale sau fluide potențial contaminate;
• manipularea în siguranță a echipamentului și a materialelor care pot reprezenta surse de contaminare;
• izolarea pacienților infectați pentru a preveni transmiterea către alte persoane;
• limitarea deplasării pacienților care pot transmite infecția;
• curățarea și dezinfecția atentă a spațiilor destinate pacienților;
• respectarea procedurilor sigure în administrarea injecțiilor și a altor intervenții invazive [23].

Concluzii           

Serratia marcescens reprezintă un patogen oportunist deosebit de important în contextul infecțiilor nosocomiale, cu o incidență crescută în special în rândul pacienților cu imunitate compromisă, nou-născuților și celor supuși unor proceduri medicale invazive. Impactul acestor infecții este amplificat de severitatea clinică și mortalitatea ridicată asociată, iar dificultățile tratamentului sunt accentuate de creșterea rezistenței microbiene la antibioticele de primă linie.

În acest context, monitorizarea atentă, diagnosticul prompt și aplicarea unor strategii eficiente de prevenire și control al infecțiilor sunt esențiale pentru limitarea răspândirii S. marcescens în mediul spitalicesc. Eforturile constante pentru educarea personalului medical și respectarea riguroasă a măsurilor de igienă și control al surselor pot reduce semnificativ incidența și consecințele infecțiilor provocate de această bacterie. Astfel, combinarea unor protocoale adecvate de tratament cu măsuri preventive stricte rămâne cheia pentru gestionarea cu succes a acestei amenințări infecțioase emergente.

Pentru ABONAMENTE și CREDITE DE SPECIALITATE click AICI!

Referinţe bibliografice:

1. Wheat RP, Zuckerman A, Rantz LA. Infection due to Chromobacteria: report of eleven cases. Arch Intern Med 1951; 88; 461-466;
2. Dodson WH. Serratia marcescens septicaemia, Arch. Intern Med 1968; 121: 145-150;
3. McCormack RC, Kunin CM. Control of single source nursery endemic due to Serratia marcescens. Pediatrics 1966; 37: 750-755;
4. Alexander RH, Reichenbach DD, Merendino KA. Serratia marcescens endocarditis: a review of the literature and report of a case involving a homograft replacement of the aortic valve. Arch Surg 1969; 98: 287-291;
5. Gouin F, Papazian L, Martin C et al. A non-comparative study of the efficacy and tolerance of cefepime in combination with amikacin in the treatment of severe infectious in patients in intensive care. J Antimicrob Chemother 1993; 32 Suppl B: 205-214;
6. Cox CE. Aztreonam therapy for complicated urinary tract infections caused by multidrug-resistant bacteria. Rev Infect Dis 1985; 7 Suppl 4: S767-S770;
7. Korner RJ, Nicol A, Reeves DS, MacGowan AP, Hows J. Ciprofloxacin resistant Serratia marcescens endocarditis as a complication of a non-Hodkin’s lymphoma. J Infect 1994; 29: 73-76;
8. Mills J, Drew D, Serratia marcescens endocarditis: a regional illness associated with intravenous drug abuse. Ann Intern Med 1976; 84: 29-35;
9. Cohen PS, Maguire JH, Weinstein L. Infective endocarditis caused by gram-negative bacteria: a review of the literature, 1945-1977. Prog. Cardiovasc Dis 1980; 22: 205-242;
10. Zivkovic Zaric R, Zaric M, Sekulic M, et al. Antimicrobial treatment of Serratia marcescens invasive infections: Systematic review. Antibiotics (Basel). 2023;12(2):367;
11. European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC). Surveillance of antimicrobial resistance in Europe. Annual Report of the European Antimicrobial Resistance Surveillance Network (EARS-Net). Stockholm: ECDC; 2018;
12. Krieger JN, Kaiser DL, Wenzel RP. Nosocomial urinary tract infection caused by Serratia marcescens: epidemiology and pathogenesis. J Urol. 1983;129(5):933–6;
13. Zarogoulidis P, Papanas N, Kioumis I, et al. Pseudohemoptysis due to Serratia marcescens: A rare clinical presentation. Int J Gen Med. 2011;4:843–6;
14. Kewan T, D’Costa MR, Haddad F, et al. Outbreak of multidrug-resistant Serratia marcescens in COVID-19 intensive care units. Infect Prev Pract. 2020;2(3):100074;
15. National Library of Medicine MedlinePlus. Updated November 13, 2023. Accessed May 3, 2024. https://medlineplus.gov/sepsis.html;
16. Us E, Tokgoz B, Kilic AU, et al. Outbreak of Serratia marcescens wound infections associated with contaminated saline bottles. J Hosp Infect. 2017;96(3):288–92;
17. Poon R, Chiu A, Chan T. Endogenous Serratia marcescens endophthalmitis following bacteremia: A rare case report. Clin Ophthalmol. 2013;7:2083–6;
18. Liu C, Kim U, Park S, et al. Serratia marcescens conjunctivitis and dacryocystitis: Clinical presentation and treatment outcomes. Korean J Ophthalmol;
19. Dabov S, Marinova I. Bacterial hypopyon keratitis caused by Serratia marcescens in a contact lens user: A case report from Bulgaria. Bulg J Ophthalmol. 2016;60(1):45–8;
20. Simon EL, Lawson S, Brubaker S, et al. Serratia marcescens sacroiliitis in an intravenous drug user: a rare case report. Infect Dis Clin Pract. 2020;28(3):178–80;
21. Ersoz G, Ciftci I, Aydin E, et al. An outbreak of Serratia marcescens meningitis after spinal anesthesia caused by contaminated medications. Am J Infect Control. 2014;42(6):692–5;
22. Zivkovic Zaric, D. et al. (2023). Systematic review on antimicrobial susceptibility of Serratia marcescens. Journal of Infectious Diseases;
23. Standard precautions for all patient care. Centers for Disease Control and Prevention. Updated January 26, 2016. Accessed May 13, 2024 https://www.cdc.gov/infectioncontrol/basics/standard-precautions.html.

Foto: Shutterstock

Dr. Anda-Livia Merloiu

Medic rezident Medicină de Familie, Spitalul Clinic de Urgență Sf. Pantelimon București