Etiological Structure of Lower Respiratory Tract Pathogens in Treatment and Rehabilitation of Patients with Chronic Critical Illness in Intensive Care Units

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Chronic critical illness is characterized by ventilator dependence, systemic inflammatory response, multiorgan failure, secondary sarcopenia, hypermetabolism and hypercatabolism, and protein–energy malnutrition. In this category of intensive care unit patients, lower respiratory tract infections remain a significant cause of adverse outcomes, prolonged hospital stays, and increased treatment costs. It is impossible to provide adequate empirical treatment of lower respiratory tract infections without knowing the etiology and resistance of the leading pathogens of this nosocomial infection in a specific department of a healthcare organization.

AIM: The study aimed to characterize the etiology of lower respiratory tract infections in intensive care unit patients from 2020 to 2023, determine their antibiotic susceptibility, identify the most common resistance mechanisms of leading pathogens, and provide recommendations for optimizing antimicrobial therapy.

METHODS: The study included patients with confirmed lower respiratory tract infections, primarily those with prolonged or chronic critical illnesses, from 2020 to 2023. The BD Phoenix 100 automated analyzer was used to identify the pathogens. Susceptibility was interpreted using EUCAST criteria.

RESULTS: From 2020 to 2023, the top 10 pathogens responsible for lower respiratory tract infections in 1,007 patients were predominantly gram-negative microorganisms. For this period, the following trends were noted: an increase in Acinetobacter baumannii from 13.22% to 21.40% (p < 0.001), and a decrease in Escherichia coli from 7.90% to 2.98% (p < 0.001). From 2020 to 2023, the resistance of Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii to carbapenems increased significantly, from 80.50% to 91.64% (p < 0.001) and from 89.89% to 98.14% (p < 0.001), respectively. Among carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae, resistance to colistin, tigecycline, and ceftazidime + avibactam increased from 4.95% to 9.00% (p < 0.001), from 48.76% to 71.28% (p < 0.001), and from 33.06% to 47.73% (p = 0.041), respectively.

CONCLUSION: The predominant pathogens causing lower respiratory tract infections in intensive care unit patients included Gram-negative bacteria with a high level of antibiotic resistance. These bacteria included carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter baumannii. The etiological structure of lower respiratory tract infections and their antibiotic susceptibility in these patients should be evaluated to create local protocols for effective empirical antimicrobial therapy in each specific intensive care unit of a healthcare organization.

About the authors

Tatiana R. Kameneva

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology; Research Institute for Healthcare Organization and Medical Management

Author for correspondence.
Email: tkameneva@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0003-3957-5015
SPIN-code: 8625-7540

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Sergey A. Bazanovich

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology

Email: sbazanovich@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0001-5504-8122
SPIN-code: 8761-3828
Russian Federation, Moscow

Mikhail Yu. Yuryev

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology

Email: myurev@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0003-0284-8913
SPIN-code: 9437-0360

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Maria A. Zhdanova

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology

Email: mchubarova@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0001-6550-4777
SPIN-code: 4406-7802
Russian Federation, Moscow

Marina A. Golubeva

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology

Email: mgolubeva@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0001-6679-901X
Russian Federation, Moscow

Elena V. Luginina

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology

Email: eluginina@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0002-5580-1935
SPIN-code: 9881-8100

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Marina V. Petrova

Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology; Peoples’ Friendship University of Russia

Email: mpetrova@fnkcrr.ru
ORCID iD: 0000-0003-4272-0957
SPIN-code: 9132-4190

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Hawkins RB, Raymond SL, Stortz JA, et al. Chronic critical illness and the persistent inflammation, immunosuppression, and catabolism syndrome. Front Immunol. 2018;9:1511. doi: 10.3389/fimmu.2018.01511
  2. Nelson JE, Cox CE, Hope AA, Carson SS. Chronic critical illness. Am J Respir Crit Care Med. 2010;182(4):446–454. doi: 10.1164/rccm.201002-0210CI
  3. Loss SH, Marchese CB, Boniatti MM, et al. Prediction of chronic critical illness in a general intensive care unit. Rev Assoc Med Bras (1992). 2013;59(3):241–247. doi: 10.1016/j.ramb.2012.12.002
  4. Kahn JM, Le T, Angus DC, et al.; ProVent Study Group Investigators. The epidemiology of chronic critical illness in the United States. Crit Care Med. 2015;43(2):282–287. doi: 10.1097/CCM.0000000000000710
  5. Rosenthal MD, Kamel AY, Rosenthal CM, et al. Chronic critical illness: Application of what we know. Nutr Clin Pract. 2018;33(1):39–45. doi: 10.1002/ncp.10024
  6. Moron R, Galvez J, Colmenero M, et al. The importance of the microbiome in critically ill patients: Role of nutrition. Nutrients. 2019;11(12):3002. doi: 10.3390/nu11123002
  7. Sharma R. Shultz SR, Robinson MJ, et al. Infections after a traumatic brain injury: The complex interplay between the immune and neurological systems. Brain Behav Immun. 2019;79:63–74. doi: 10.1016/j.bbi.2019.04.034
  8. Yakovlev SV, Suvorova MP, Beloborodov VB, et al. Multicentre study of the prevalence and clinical value of hospital-acquired infections in emergency hospitals of Russia: ERGINI study. Antibiotics and Chemotherapy. 2016;61(5-6):32–42. EDN: UCKLSZ
  9. Beloborodov VB, Goloshchapov OV, Gusarov VG, et al. Diagnosis and antimicrobial therapy of infections caused by polyresistant microorganisms (updated 2024). Messenger of anesthesiology and resuscitation. 2025;22(2):149–189. doi: 10.24884/2078-5658-2025-22-2-149-189 EDN: OCDHAC
  10. Bassetti M, de Waele JJ, Eggimann P, et al. Preventive and therapeutic strategies in critically ill patients with highly resistant bacteria. Intensive Care Med. 2015;41(5):776–795. doi: 10.1007/s00134-015-3719-z
  11. Gelfand BR, editor. Nosocomial pneumonia in adults: Russian national guidelines. 2nd ed., revised and updated. Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo; 2016. 176 p. (In Russ.)
  12. Grechko AV, Yadgarov MY, Yakovlev AA, et al. RICD: Russian Intensive Care Dataset. General reanimatology. 2024;20(3):22–31. doi: 10.15360/1813-9779-2024-3-22-31 EDN: BNQYTQ
  13. Kuzmenkov AYu, Vinogradova AG, Trushin IV, et al. AMRmap is an antibiotic resistance monitoring system in Russia. Clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2021;23(2):198–204. doi: 10.36488/cmac.2021.2.198-204 EDN: MCLEON
  14. Yakovlev SV, Briko NI, Sidorenko SV, Protsenko DN, editors. The SKAT Program (Antimicrobial Therapy Control Strategy) in the provision of inpatient medical care: Russian clinical guidelines. Moscow; 2018. 156 p. (In Russ.)
  15. Rello J, Kalwaje Eshwara V, Conway-Morris A, et al.; TOTEM Study Investigators. Perceived differences between intensivists and infectious diseases consultants facing antimicrobial resistance: A global cross-sectional survey. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019;38(7):1235–1240. doi: 10.1007/s10096-019-03530-1
  16. Lankelma JM, van Vught LA, Belzer C, et al. Critically ill patients demonstrate large interpersonal variation in intestinal microbiota dysregulation: A pilot study. Intensive Care Med. 2017;43(1):59–68. doi: 10.1007/s00134-016-4613-z
  17. Jacobs MC, Haak BW, Hugenholtz F, Wiersinga WJ. Gut microbiota and host defense in critical illness. Curr Opin Crit Care. 2017;23(4):257–263. doi: 10.1097/MCC.0000000000000424
  18. Beloborodova NV, Grechko AV, Gurkova MM, et al. Adaptive phage therapy in the treatment of patients with recurrent pneumonia (pilot study). General Reanimatol. 2021;17(6):4–14. doi: 10.15360/1813-9779-2021-6-4-14 EDN: OYRHMD
  19. Belkin AA, Alasheev AM, Belkin VA, et al. Rehabilitation in the intensive care unit (RehabICU). Clinical practice recommendations of the national Union of Physical and Rehabilitation Medicine Specialists of Russia and of the national Federation of Anesthesiologists and Reanimatologists. Alexander Saltanov intensive care herald. 2022;(2):7–40. doi: 10.21320/1818-474X-2022-2-7-40 EDN: MEUVHV

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Microorganisms isolated from biological fluids of the lower respiratory tract in three intensive care units from 2020 to 2023.

Download (814KB)

Copyright (c) 2025 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».