Investigation of Clostridium difficile toxin in stool samples of patients hospitalized for diarrhea and analysis of the risk factors

Hastanede yatan ishalli hastaların dışkı örneklerinde Clostridium difficile toksin araştırılması ve risk faktörlerinin incelenmesi

Elif ŞAHİN-HORASAN, Nuran DELİALİOĞLU, Hande KOSTUL, Candan ÖZTÜRK, Gürol EMEKDAŞ, Necdet KUYUCU

Abstract

Objective: The diarrhea related with theClostridium difficile is seen especially in the patientshospitalized and using broad spectrum antibiotics.Pathogenic strains of C. difficile produce two exotoxins,toxin A and toxin B, which cause colonic mucosal injuryand inflammation. It is possible to observe a clinicalpicture ranging from a mild self-limiting diarrhea tosevere course of pseudomembranous enterocolitis.Besides antibiotic intake; advanced age, gastrointestinalendoscopy, presence of a nasogastric tube, receivinganti-ulcer medication, severe underlying illness,immunosuppression, intensive care unit and prolongedhospital stay are considered as other risk factors.The accurate diagnosis is established by producingC. difficile from the feces and demonstration of thetoxin by determining the cytopathic effect in cellculture production. Since, this is not always possiblein routine practice, demonstration of the toxin withenzyme immunoassay is a method used more often.The aim of this study was to investigate the intestinalflora from stool specimens of hospitalized patients andpatients having diarrhea, existence of C. difficile toxinA and B and to determine the related risk factors.Method: Stool specimens of 158 diarrhea patientshospitalized in various clinics which were sent toDepartment of Medical Microbiology Laboratory fromMersin University Medical Faculty Hospital betweenSeptember 2010 and October 2011 were included in thisstudy. Toxin A/B of C. difficile were investigated in thestool specimens of these patients with Enzyme-LinkedFluorescent Assay (ELFA) method. In addition, thesesamples were examined microscopically and routinebacteriological cultures were done.Results: As a result of this study, C. difficile toxinA/B is found as positive in 18 (11,4%) patients and 15of these patients (83,3%) had used, beta-lactam - betalactamaseinhibitor group (penicillins, cephalosporins,and carbapenems) antibiotics. One of the toxin positivepatients had Candida albicans while normal intestinalflora bacteria were grown in 17 of them. Using ofpenicillin was found to be statistically significant amongthe various risk factors studied in toxin positive andtoxin negative patients.Conclusion: C. difficile should be considered as themain cause of diarrhea particularly occured in patientshospitalized and used antibiotics. For this purpose,tests which has high sensitivity and specificity maybe used for rapid diagnosis of A and B toxins in stoolsamples. As a result, early detection of toxin positivecases will provide initiation of specific therapy and theimplementation of effective infection control measures.

Özet

Amaç: Hastanede yatan özellikle geniş spektrumlu antibiyotik kullanan hastalarda Clostridium difficile ilişkili ishal görülmektedir. C. difficile'nin patojenik suşları toksin A ve toksin B olmak üzere iki ekzotoksin oluşturmaktadır. Bu toksinler kolon mukozasında hasarlanma ve inflamasyona sebep olmaktadır. Kendini sınırlayan hafif bir ishalden ağır seyirli psödomembranöz enterokolite kadar değişen bir klinik tablonun gelişmesi söz konusudur. Antibiyotik kullanımı endoskopi, nazogastrik tüpün varlığı, antiülser ilaç kullanımı, altta yatan ciddi hastalıklar, immün sistemin baskılanması, yoğun bakım ünitesi ve uzun süreli hastanede yatış diğer risk faktörleri arasında sayılmaktadır. Kesin tanı; dışkıdan C. difficile'nin üretilmesi ve hücre kültüründe sitopatik etkiyi saptayarak toksin yapımının gösterilmesi ile konur. Ancak rutinde bu her zaman mümkün olmadığı için enzim immunoassay yöntemi ile toksinin gösterilmesi daha sık kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada hastanede yatan ve ishalli hastalardan gönderilen dışkı örneklerinde bağırsak florası, C. difficile Toksin A ve B varlığı ve risk faktörlerinin araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca bu örnekler mikroskobik olarak incelenmiş ve rutin bakteriyolojik kültürü yapılmıştır. Bulgular: Çalışmanın sonucunda; 18 (%11,4) hastada C. difficile toksin A/B pozitif olarak bulunmuş ve bu hastaların 15 (%83,3)'inin beta-laktam - betalaktamaz inhibitörü grubu (penisilin, sefalosporin ve karbapenem) antibiyotik kullandığı görülmüştür. Toksin pozitif hastaların dışkı kültürlerinin bir tanesinde Candida albicans ürerken 17'sinde normal bağırsak flora bakterilerinin ürediği tespit edilmiştir. Toksin pozitif ve negatif hastalarda incelediğimiz çeşitli risk faktörlerinden penisilin kullanımında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur.Sonuç: C. difficile hastanede yatan ve antibiyotik kullanan hastalarda ortaya çıkan ishallerde öncelikle akla gelmelidir. Bu amaçla dışkı örneklerinden toksin A ve B hızlı tanısı için özgüllük ve duyarlılığı yüksek olan testler kullanılabilir. Sonuç olarak toksin pozitif olguların erken tanısı spesifik tedaviye başlanması ve etkili enfeksiyon kontrol önlemlerinin uygulanmasını sağlayacaktır.