Stenotrophomonas maltophilia Infection in Trauma and Orthopedic Patients: Clinical Experience and Review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Stenotrophomonas maltophilia (S. maltophilia) is a gram-negative non-fermenting bacillus and is a rare pathogen of orthopedic infection. Due to the relatively low virulence of S. maltophilia, many clinicians are still faced with the question of whether this bacterial species is simply a colonizing agent or the true cause of infection.

Aim of the study — to raise the awareness of practitioners about S. maltophilia as a rare pathogen of orthopedic infection.

Methods. A retrospective analysis was performed concerning the frequency of S. maltophilia isolation from patients treated at the Vreden Center for periprosthetic infection and/or osteomyelitis from January 1, 2009 to October 31, 2022. The literature search by keywords was carried out in the PubMed/MEDLINE, Scopus, eLIBRARY, and Cyberleninka databases. The search retrieved 587 articles published in Russian or English over the period from 2012 to November 2022.

Results. During the study period, 9 cases of orthopedic monoinfection with S. maltophilia were identified in 9 patients aged 36 to 83 years. At the time of admission, no leukocytosis was detected in patients, and only 2 of 9 patients had elevated C-reactive protein level. S. maltophilia is naturally resistant to many broad-spectrum antibiotics. Co-trimoxazole is considered the drug of choice for the treatment of S. maltophilia infection. The limited choice of drugs for targeted therapy, the presence of multiple determinants of antibiotic resistance, the existence of microbial associations and patient risks including implantation, chronic nature of infection, elderly age, as well as the presence of significant concomitant somatic pathology can lead to the ineffectiveness of the ongoing treatment of infections caused by S. maltophilia. Our experience shows that in the case of sensitivity of S. maltophilia strain to co-trimoxazole it is possible to prescribe this drug for a long course as monotherapy, provided that the radical surgical treatment of the focus is performed.

About the authors

Alina R. Kasimova

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: kasi-alina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6284-7133

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, St. Petersburg; St. Petersburg

Ekaterina M. Gordina

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: emgordina@win.rniito.ru
ORCID iD: 0000-0003-2326-7413

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, St. Petersburg

Sergey S. Toropov

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: doctoropovss@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9451-1834
Russian Federation, St. Petersburg

Svetlana A. Bozhkova

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: clinpharm-rniito@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2083-2424

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Kandel C.E., Jenkinson R., Daneman N., Backstein D., Hansen B.E., Muller M.P. et al. Predictors of Treatment Failure for Hip and Knee Prosthetic Joint Infections in the Setting of 1- and 2-Stage Exchange Arthroplasty: A Multicenter Retrospective Cohort. Open Forum Infect Dis. 2019;6(11):ofz452. doi: 10.1093/ofid/ofz452.
  2. Bozhkova S., Tikhilov R., Labutin D., Denisov A., Shubnyakov I., Razorenov V. et al. Failure of the first step of two-stage revision due to polymicrobial prosthetic joint infection of the hip. J Orthop Traumatol. 2016;17(4):369-376. doi: 10.1007/s10195-016-0417-8.
  3. Bi S., Hu F.S., Yu H.Y., Xu K.J., Zheng B.W., Ji Z.K., et al. Nontuberculous mycobacterial osteomyelitis. Infect Dis (Lond). 2015;47(10):673-685. doi: 10.3109/23744235.2015.1040445.
  4. Chen J., Xiong A., Ma Y., Qin C., Ho C.L. Impact of the Host-Microbiome on Osteomyelitis Pathogenesis. Front Mol Biosci. 2021;8:702484. doi: 10.3389/fmolb.2021.702484.
  5. Bozhkova S.A., Ivanov P.P., Zemlyanskaya E.A., Kornilov N.N. [Fungal Periprosthetic Infection after Total Knee Arthroplasty (Case Report and Review)]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2019;25(4): 134-140. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-4-134-140. (In Russian).
  6. Kim E.J., Kim Y.C., Ahn J.Y., Jeong S.J., Ku N.S., Choi J.Y. et al. Risk factors for mortality in patients with Stenotrophomonas maltophilia bacteremia and clinical impact of quinolone-resistant strains. BMC Infect Dis. 2019;19(1):754. doi: 10.1186/s12879-019-4394-4.
  7. Geller M., Nunes C.P., Oliveira L., Nigri R. S. maltophilia pneumonia: A case report. Respir Med Case Rep. 2018;24:44-45. dоi: 10.1016/j.rmcr.2018.04.004.
  8. Mojica M.F., Humphries R., Lipuma J.J., Mathers A.J., Rao G.G., Shelburne S.A. et al. Clinical challenges treating Stenotrophomonas maltophilia infections: an update. JAC Antimicrob Resist. 2022;4(3):dlac040. doi: 10.1093/jacamr/dlac040.
  9. Majumdar R., Karthikeyan H., Senthilnathan V., Sugumar S. Review on Stenotrophomonas maltophilia: An Emerging Multidrug-resistant Opportunistic Pathogen. Recent Pat Biotechnol. 2022;16(4):329-354. doi: 10.2174/1872208316666220512121205.
  10. Brooke J.S. Advances in the Microbiology of Stenotrophomonas maltophilia. Clin Microbiol Rev. 2021;34(3):e0003019. doi: 10.1128/CMR.00030-19.
  11. Yin C., Yang W., Meng J., Lv Y., Wang J., Huang B. Co-infection of Pseudomonas aeruginosa and Stenotrophomonas maltophilia in hospitalised pneumonia patients has a synergic and significant impact on clinical outcomes. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2017; 36(11):2231-2235. dоi: 10.1007/s10096-017-3050-4.
  12. Gales A.C., Seifert H., Gur D., Castanheira M., Jones R.N., Sader H.S. Antimicrobial Susceptibility of Acinetobacter calcoaceticus-Acinetobacter baumannii Complex and Stenotrophomonas maltophilia Clinical Isolates: Results From the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program (1997-2016). Open Forum Infect Dis. 2019;6(Suppl 1): S34-S46. doi: 10.1093/ofid/ofy293.
  13. Uruén C., Chopo-Escuin G., Tommassen J., Mainar-Jaime R.C., Arenas J. Biofilms as Promoters of Bacterial Antibiotic Resistance and Tolerance. Antibiotics (Basel). 2020;10(1):3. dоi: 10.3390/antibiotics10010003.
  14. Hathroubi S., Mekni M.A., Domenico P., Nguyen D., Jacques M. Biofilms: Microbial shelters against antibiotics. Microb Drug Resist. 2017;23(2):147-156. dоi: 10.1089/mdr.2016.0087.
  15. Hantes M.E., Papageorgiou F., Komnos G.A. Stenotrophomonas maltophilia periprosthetic joint infection after reverse total shoulder arthroplasty. IDCases. 2020;21:e00796. dоi: 10.1016/j.idcr.2020.e00796.
  16. Chesnutis E.J. 3rd, Ng A., Kruse D., Stone P.A. Stenotrophomonas maltophilia: A Rare Case of Osteomyelitis After an Open Distal Tibial Fracture. J Foot Ankle Surg. 2018; 57(5):1037-1041. dоi: 10.1053/j.jfas.2018.03.001.
  17. Anđelković M.V., Janković S.M., Kostić M.J., Živković Zarić R.S., Opančina V.D., Živić M.Ž. et al. Antimicrobial treatment of Stenotrophomonas maltophilia invasive infections: systematic review. J Chemother. 2019;31:297-306. doi: 10.1080/1120009X.2019.1620405.
  18. Giles A., Foushee J., Lantz E., Gumina G. Sulfonamide allergies. Pharmacy (Basel). 2019;7(3):132. doi: 10.3390/pharmacy7030132.
  19. Nys C., Cherabuddi K., Venugopalan V., Klinker K.P. Clinical and Microbiologic Outcomes in Patients with Monomicrobial Stenotrophomonas maltophilia Infections. Antimicrob Agents Chemother. 2019;63(11):e00788-19. doi: 10.1128/AAC.00788-19.
  20. Sarzynski S.H., Warner S., Sun J., Matsouaka R., Dekker J.P., Babiker A. et al. Trimethoprim-Sulfamethoxazole Versus Levofloxacin for Stenotrophomonas maltophilia Infections: A Retrospective Comparative Effectiveness Study of Electronic Health Records from 154 US Hospitals. Open Forum Infect Dis. 2022;9(2):ofab644. doi: 10.1093/ofid/ofab644.
  21. Landrum M.L., Conger N.G., Forgione M.A. Trimethoprim-sulfamethoxazole in the treatment of Stenotrophomonas maltophilia osteomyelitis. Clin Infect Dis. 2005;40(10):1551-1552. doi: 10.1086/429730.
  22. Sader H.S., Castanheira M., Mendes R.E., Flamm R.K. Frequency and antimicrobial susceptibility of Gram-negative bacteria isolated from patients with pneumonia hospitalized in ICUs of US medical centres (2015-17). J Antimicrob Chemother. 2018;73(11):3053-3059. doi: 10.1093/jac/dky279.
  23. Bassetti M., Echols R., Matsunaga Y., Ariyasu M., Doi Y., Ferrer R. et al. Efficacy and safety of cefiderocol or best available therapy for the treatment of serious infections caused by carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CREDIBLE-CR): a randomised, open-label, multicentre, pathogen-focused, descriptive, phase 3 trial. Lancet Infect Dis. 2021;21(2):226-240. doi: 10.1016/S1473-3099(20)30796-9.
  24. Hornsey M., Longshaw C., Phee L., Wareham D.W. In vitro activity of telavancin in combination with colistin versus Gram-negative bacterial pathogens. Antimicrob Agents Chemother. 2012;56(6):3080-3085. doi: 10.1128/AAC.05870-11.
  25. Betts J.W., Phee L.M., Woodford N., Wareham D.W. Activity of colistin in combination with tigecycline or rifampicin against multidrug-resistant Stenotrophomonas maltophilia. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2014;33(9): 1565-1572. doi: 10.1007/s10096-014-2101-3.
  26. Correia C.R., Ferreira S.T., Nunes P. Stenotrophomonas maltophilia: rare cause of meningitis. Pediatr Int. 2014;56(4):e21-22. doi: 10.1111/ped.12352.
  27. Pérez P.N., Ramírez M.A., Fernández J.A., De Guevara L.L. A patient presenting with cholangitis due to Stenotrophomonas maltophilia and Pseudomonas aeruginosa successfully treated with intrabiliary colistin. Infect Dis Rep. 2014;6(2):5147. doi: 10.4081/idr.2014.5147.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. X-rays of the right hip: a — on admission with signs of acetabular component instability and prosthetic head dislocation; b — after one-stage revision arthroplasty

Download (43KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. X-rays of the right hip on re-admission: a — on admission with signs of femoral component instability and prosthetic head dislocation; b — after repeated revision arthroplasty

Download (32KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».