Coagulase-negative staphylococci in gut of preterm neonates and in breast milk of their mothers

Abstract

Koagulaas-negatiivsed stafülokokid (KoNS), peamiselt Staphylococcus epidermidis, on sagedased seedetrakti ja nahka koloniseerivad ning samas ka hilist sepsist põhjustavad bakterid enneaegsetel vastsündinutel. Sepsist põhjustavad tüved omavad virulentsust suurendavaid geene ja satuvad vereringesse nahalt veresoonekateetrite kaudu, kuid ka translokatsiooni seedetraktist peetakse võimalikuks. Oma ema rinnapiimaga toitmine vähendab sepsise tekkeriski, olles arvatavasti vähemvirulentsete tüvede allikas vastsündinu jaoks. Käesoleva uurimistöö eesmärk oli kirjeldada enneaegsete vastsündinute seedetrakti ja naha ning nende emade rinnapiima kolonisatsiooni KoNS-dega ning hinnata kolonisatsiooni seost sepsise tekkega. Kokku kahes uuringus isoleeriti KoNS 276 vastsündinute intensiivravi osakonda hospitaliseeritud vastsündinu seedetraktist ning 49 enneaegse ja 20 terve ajalise vastsündinu seedetraktist ja nahalt ning emade rinnapiimast. KoNS genotüpeeriti ning määrati virulentsusega seotud geenide olemasolu. S. epidermidis koloniseeris peaaegu kõiki enneaegseid ning kõiki ajalisi vastsündinuid ja emasid. Esimesel elunädalal olid peaaegu kõik ajalised, kuid vähem kui veerand enneaegsetest vastsündinutest koloniseeritud ema rinnapiimas olevate tüvedega. Enneaegsed võrreldes ajaliste vastsündinutega olid koloniseeritud virulentsemate tüvedega. Rohkem kui pooltel enneaegsetest vastsündinutest, kellel tekkis KoNS poolt põhjustatud sepsis, oli sepsist põhjustav tüvi seedetraktis ja pooltel nahal enne sepsise teket. Ühegi ema rinnapiimast sepsist põhjustavaid tüvesid ei isoleeritud. Võrreldes ajalistega oli enneaegsete vastsündinute emade rinnapiimas sagedamini virulentsemaid S. epidermidis tüvesid, nendega koloniseerumise riski suurendas ema haiglas viibimine esimese kuu jooksul pärast sünnitust. Siiski olid enneaegsete vastsündinute emade rinnapiima tüved vähem virulentsed võrreldes enneaegseid vastsündinuid koloniseerivate tüvedega ja esimese elukuu lõpuks koloniseerisid suurt osa vastsündinutest. Kokkuvõttes, seedetrakt võib olla sepsist põhjustavate KoNS tüvede allikas enneaegsetel vastsündinutel. Ema rinnapiimas leiduvad vähem virulentsed tüved asendavad algselt seedetrakti koloniseerivad virulentsemad tüved.

Coagulase-negative staphylococci (CoNS), mostly Staphylococcus epidermidis, are common colonizers of gut and skin, but also the commonest causative agents of late-onset sepsis (LOS) in preterm neonates. Invasive strains carry virulence-related genes and are considered to enter the bloodstream from skin through intravascular catheters; translocation from gut has been proposed, but not yet confirmed. Mother’s own breast milk (BM) reduces the risk of LOS, hypothetically due to being a source of less virulent CoNS compared with those causing LOS. The aim of this thesis was to assess the relationship between colonization with CoNS of gut and skin of preterm neonates, BM of their mothers and development of LOS. In two studies, CoNS from rectal swabs of 276 neonates hospitalized in neonatal intensive care unit and stool and skin swabs of 49 preterm neonates and 20 healthy non-hospitalized term neonates and BM of their mothers were genotyped and the presence of genes contributing to virulence was determined. S. epidermidis colonized nearly all preterm neonates and all term neonates and mothers. In the first week of life, nearly all term neonates, but less than a quarter of preterm neonates harboured in gut and on skin S. epidermidis strains genetically similar to those in mother’s BM. Compared with healthy term neonates, preterm neonates were colonized with more virulent S. epidermidis strains. More than half of preterm neonates with LOS caused by CoNS were colonized with invasive strain in gut and half on skin prior to the onset of LOS. None of the mothers had LOS-causing strain in BM. BM of mothers of preterm compared with term neonates contained more often virulent S. epidermidis, whereas the odds of colonization increased with increasing duration of mother’s hospitalization during the first month after delivery. Still, strains in BM of mothers of preterm neonates were less virulent compared with those colonizing their neonates and by the end of the first month of life colonized gut of the majority of preterm neonates. In conclusion, gut can be the source of invasive CoNS strains in preterm neonates. Initially colonizing virulent strains in gut are gradually replaced by less virulent strains present in mother’s BM.