DOI: https://doi.org/10.37652/juaps.2025.166452.1794
تاريخ النشر: 2026-04-01
المؤلف: Samira Mohammed Salman وآخرون
الموضوع الرئيسي: مقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا
نظرة عامة
تدرس الدراسة انتشار الأنماط المقاومة المتعددة للعقاقير (MDR) والمقاومة الممتدة للعقاقير (XDR) والمقاومة الشاملة للعقاقير (PDR) بين مسببات الأمراض ESKAPE في المستشفيات العراقية، مع التركيز على دور تكوين الأغشية الحيوية في مقاومة المضادات الحيوية. أجريت الدراسة من مايو 2024 إلى مارس 2025، وشملت التحليل العرضي 546 عينة سريرية من مرضى تتراوح أعمارهم بين 1-85 عامًا عبر وحدات طبية مختلفة. تم استخدام نظام VITEK 2 Compact للتعرف على البكتيريا، وتم تقييم حساسية المضادات الحيوية وفقًا لإرشادات CLSI. كشفت النتائج أن 331 (60.62%) من العزلات كانت مسببات أمراض ESKAPE، مع تصنيف 51.0% منها على أنها MDR، و32.9% على أنها XDR، و9.4% على أنها PDR. تم اكتشاف تكوين الأغشية الحيوية في 86.9% من العزلات، مع ارتباط كبير بين تكوين الأغشية الحيوية القوي وMDR في Staphylococcus aureus (نسبة الأرجحية [OR] = 6.04، p = 0.018)، بينما أظهرت Klebsiella pneumoniae ارتباطًا أضعف (OR = 0.77، p = 0.015). أثبتت طريقة صفيحة الميكروتيتر لتقييم الأغشية الحيوية أنها أكثر حساسية (86.9%) من اختبار كريات الصوديوم ألجينات (82.4%).
تؤكد النتائج على الانتشار المقلق لمسببات الأمراض ESKAPE المقاومة للعقاقير، وخاصة Acinetobacter baumannii وKlebsiella pneumoniae، في بيئات الرعاية الصحية العراقية. تؤكد الدراسة على ضرورة دمج تقييم مقاومة المضادات الحيوية مع تقييم الأغشية الحيوية لتعزيز استراتيجيات السيطرة على العدوى والعلاج، حيث يختلف تكوين الأغشية الحيوية بشكل كبير بين أنماط المقاومة المختلفة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القضية الحرجة لمقاومة المضادات الحيوية (AMR)، التي تقوض بشكل كبير علاج العدوى التي تسببها مسببات الأمراض البكتيرية. تؤكد بشكل خاص على مسببات الأمراض ESKAPE—Enterococcus faecium وStaphylococcus aureus وKlebsiella pneumoniae وAcinetobacter baumannii وPseudomonas aeruginosa وEnterobacter spp.—كعوامل رئيسية في مقاومة العقاقير المتعددة (MDR) في بيئات الرعاية الصحية. تستخدم هذه المسببات آليات مختلفة لتفادي تأثيرات المضادات الحيوية، بما في ذلك تبادل الجينات، والتحلل الإنزيمي للأدوية، وتغيرات في مواقع الهدف، وانخفاض نفاذية الغشاء، والطفرات الجينية التي تقلل من فعالية المضادات الحيوية.
تستعرض المقدمة أيضًا المنهجية المستخدمة لتقييم حساسية المضادات الحيوية، باستخدام أنظمة VITEK® 2 لاختبار حساسية المضادات الحيوية (AST) وفحص إنتاج البيتا-لاكتاماز واسع الطيف (ESBL) والميتالو-بيتا-لاكتاماز. يقوم النظام بحضانة العينات عند 35-37 °م ويحدد التركيزات المثبطة الدنيا (MICs) وفقًا لإرشادات CLSI 2023، مصنفة العزلات على أنها حساسة (S) أو مقاومة متعددة للعقاقير (MDR) أو مقاومة ممتدة للعقاقير (XDR) أو مقاومة شاملة للعقاقير (PDR). يتم تنفيذ تدابير مراقبة الجودة باستخدام سلالات مرجعية ATCC المعتمدة لضمان موثوقية النتائج.
النتائج
في هذه الدراسة، تم تحليل 546 عينة سريرية، مما كشف أن 331 (60.6%) تحتوي على مسببات الأمراض ESKAPE، مع كون Acinetobacter baumannii (20.5%) وKlebsiella pneumoniae (19.9%) الأكثر انتشارًا. تم إخضاع 320 عزلة لتحليل الأغشية الحيوية، حيث أظهرت 278 (86.9%) تكوين الأغشية الحيوية. من بين هذه، تم تصنيف 42 عزلة (15.1%) على أنها منتجة قوية للأغشية الحيوية. ومن الجدير بالذكر، تم العثور على ارتباط قوي بين تكوين الأغشية الحيوية والمقاومة المتعددة للعقاقير (MDR)، مع نسبة أرجحية (OR) تبلغ 6.04 (p = 0.018) مما يشير إلى أن العزلات المقاومة للعقاقير كانت أكثر احتمالًا لتكوين الأغشية الحيوية. ومع ذلك، اختلفت العلاقة بين تكوين الأغشية الحيوية ومستويات المقاومة بين الأنواع المختلفة، حيث أظهرت Enterococcus spp. معدل إنتاج عالٍ للأغشية الحيوية (97.8%) ولكن لم يكن هناك ارتباط كبير مع مقاومة المضادات الحيوية.
استخدمت الدراسة كل من اختبار صفيحة الميكروتيتر واختبار كريات الصوديوم ألجينات لتقييم تكوين الأغشية الحيوية، مما كشف أن 262 من أصل 318 عزلة (82.4%) أنتجت خلايا ثابتة في كريات ألجينات. أكدت التحليلات الإحصائية وجود اختلافات كبيرة في سلوك الأغشية الحيوية بين مسببات الأمراض ESKAPE، حيث أظهرت Enterococcus spp. خصائص مميزة مقارنة بالأجناس الأخرى. تؤكد النتائج على أهمية تكوين الأغشية الحيوية في سياق مقاومة المضادات الحيوية وتبرز الحاجة إلى استراتيجيات مستهدفة لمعالجة العدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية. بشكل عام، تؤكد الأبحاث على تباين مسببات الأمراض ESKAPE في قدراتها على تكوين الأغشية الحيوية وأنماط مقاومتها، مما يشير إلى أن تدابير السيطرة على العدوى المصممة خصيصًا ضرورية للإدارة الفعالة لهذه الكائنات المقاومة للعقاقير المتعددة.
المناقشة
تستعرض قسم المناقشة من ورقة البحث المنهجيات المستخدمة لتقييم تكوين الأغشية الحيوية وإعداد كريات الصوديوم ألجينات لزراعة البكتيريا. تم تقييم تكوين الأغشية الحيوية باستخدام اختبار صفيحة الميكروتيتر (MPA)، حيث تم حضانة التعليقات البكتيرية في صفيحات بوليسترين، تلتها عملية صبغ وقياس الكثافة الضوئية لتصنيف قدرة الأغشية الحيوية. تم إعداد كريات الصوديوم ألجينات عن طريق خلط الصوديوم ألجينات مع كلوريد الكالسيوم، مما أدى إلى التجلط، وترك الكريات لتتصلب. ثم تم استخدام هذه الكريات لتعزيز تطوير الأغشية الحيوية عن طريق حضانتها مع ثقافات بكتيرية مخففة.
لتحديد كمية نمو البكتيريا على كريات ألجينات، تم استخدام محلول ذائب، وتم إجراء تعداد البكتيريا باستخدام طريقة مايلز-ميسرا. شمل ذلك تخفيفات متسلسلة وزرع لتحديد وحدات التكوين المستعمر (CFU/mL). التحليل الإحصائي المستخدم شمل حسابات المتوسط واختبارات كاي-تربيع لتقييم الارتباطات المهمة بين المتغيرات، مع تحديد عتبة دلالة عند p < 0.05. تؤكد النتائج على انتشار مسببات الأمراض ESKAPE، وخاصة *Acinetobacter baumannii* و*Klebsiella pneumoniae*، مما يبرز الحاجة إلى نهج متكامل يجمع بين تقييم مقاومة المضادات الحيوية مع تقييم الأغشية الحيوية، نظرًا للاختلاف في تكوين الأغشية الحيوية بين السلالات المقاومة للعقاقير المتعددة (MDR) والمقاومة الممتدة للعقاقير (XDR) والمقاومة الشاملة للعقاقير (PDR).
DOI: https://doi.org/10.37652/juaps.2025.166452.1794
Publication Date: 2026-04-01
Author(s): Samira Mohammed Salman et al.
Primary Topic: Antibiotic Resistance in Bacteria
Overview
The study investigates the prevalence of multidrug-resistant (MDR), extensively drug-resistant (XDR), and pan-drug-resistant (PDR) profiles among ESKAPE pathogens in Iraqi hospitals, focusing on the role of biofilm formation in antimicrobial resistance. Conducted from May 2024 to March 2025, the cross-sectional analysis included 546 clinical specimens from patients aged 1-85 years across various medical units. Bacterial identification utilized the VITEK 2 Compact system, and antimicrobial susceptibility was assessed following CLSI guidelines. The results revealed that 331 (60.62%) of the isolates were ESKAPE pathogens, with 51.0% classified as MDR, 32.9% as XDR, and 9.4% as PDR. Biofilm formation was detected in 86.9% of the isolates, with a significant association between strong biofilm formation and MDR in Staphylococcus aureus (odds ratio [OR] = 6.04, p = 0.018), while Klebsiella pneumoniae showed a weaker correlation (OR = 0.77, p = 0.015). The microtiter plate method for biofilm assessment proved more sensitive (86.9%) than the sodium alginate bead assay (82.4%).
The findings underscore the alarming prevalence of MDR, XDR, and PDR ESKAPE pathogens, particularly Acinetobacter baumannii and Klebsiella pneumoniae, in Iraqi healthcare settings. The study emphasizes the necessity of integrating antimicrobial resistance profiling with biofilm evaluation to enhance infection control and therapeutic strategies, as biofilm formation varies significantly among different resistance profiles.
Introduction
The introduction highlights the critical issue of antimicrobial resistance (AMR), which significantly undermines the treatment of infections caused by bacterial pathogens. It specifically emphasizes the ESKAPE pathogens—Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Enterobacter spp.—as key contributors to multidrug resistance (MDR) in healthcare settings. These pathogens employ various mechanisms to evade antibiotic effects, including gene sharing, enzymatic degradation of drugs, alterations of target sites, decreased membrane permeability, and genetic mutations that diminish antibiotic effectiveness.
The introduction also outlines the methodology for assessing antimicrobial susceptibility, utilizing VITEK® 2 systems for antimicrobial susceptibility testing (AST) and screening for extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) and metallo-beta-lactamase production. The system incubates samples at 35-37 °C and determines minimum inhibitory concentrations (MICs) in accordance with CLSI 2023 guidelines, categorizing isolates as sensitive (S), multidrug-resistant (MDR), extensively drug-resistant (XDR), or pan-drug-resistant (PDR). Quality control measures are implemented using established ATCC reference strains to ensure the reliability of the results.
Results
In this study, 546 clinical samples were analyzed, revealing that 331 (60.6%) contained ESKAPE pathogens, with Acinetobacter baumannii (20.5%) and Klebsiella pneumoniae (19.9%) being the most prevalent. A total of 320 isolates were subjected to biofilm analysis, with 278 (86.9%) demonstrating biofilm formation. Among these, 42 isolates (15.1%) were classified as strong biofilm producers. Notably, a strong correlation was found between biofilm formation and multidrug resistance (MDR), with an odds ratio (OR) of 6.04 (p = 0.018) indicating that MDR isolates were more likely to form biofilms. However, the relationship between biofilm formation and resistance levels varied among different species, with Enterococcus spp. showing a high biofilm production rate (97.8%) but no significant association with antimicrobial resistance.
The study employed both microtiter plate and sodium alginate bead assays to evaluate biofilm formation, revealing that 262 out of 318 isolates (82.4%) produced sessile cells in alginate beads. Statistical analyses confirmed significant differences in biofilm behavior among ESKAPE pathogens, with Enterococcus spp. exhibiting distinct characteristics compared to other genera. The findings underscore the importance of biofilm formation in the context of antimicrobial resistance and highlight the need for targeted strategies to address biofilm-associated infections. Overall, the research emphasizes the heterogeneity of ESKAPE pathogens in their biofilm-forming capabilities and resistance profiles, suggesting that tailored infection control measures are essential for effective management of these multidrug-resistant organisms.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the methodologies employed to assess biofilm formation and the preparation of sodium alginate beads for bacterial culture. Biofilm formation was evaluated using a microtiter plate assay (MPA), where bacterial suspensions were incubated in polystyrene plates, followed by staining and optical density measurement to classify biofilm capacity. The sodium alginate beads were prepared by mixing sodium alginate with calcium chloride, inducing gelation, and allowing the beads to solidify. These beads were then used to promote biofilm development by incubating them with diluted bacterial cultures.
To quantify bacterial growth on the alginate beads, a dissolving buffer was utilized, and bacterial enumeration was performed using the Miles-Misra method. This involved serial dilutions and plating to determine colony-forming units (CFU/mL). The statistical analysis employed included mean calculations and chi-square tests to assess significant associations between variables, with a significance threshold set at p < 0.05. The findings underscore the prevalence of ESKAPE pathogens, particularly *Acinetobacter baumannii* and *Klebsiella pneumoniae*, emphasizing the need for integrated approaches that combine antimicrobial resistance profiling with biofilm assessments, given the variability in biofilm formation among multidrug-resistant (MDR), extensively drug-resistant (XDR), and pandrug-resistant (PDR) strains.