Detection of microbial pathogens colonizing foot ulcers of diabetic patients in Enugu, Nigeria

Abstract

Background: Diabetic foot ulcer (DFU) is a major complication of diabetes mellitus (DM) which is associated with high morbidity and mortality. There is high rate of bacteria colonization especially in those with tendencies for poor wound dressing. This is accompanied by high rate of inappropriate antibiotic usage. The aim of this study is to characterize microbial pathogens colonizing foot ulcers of diabetic patients in Enugu, Nigeria, and to determine the antibiotic susceptibility of these isolates.Methodology: This was a descriptive cross-sectional study of consecutively enrolled diabetic patients with foot ulcers in two tertiary healthcare facilities in Enugu, Nigeria, between May 2021 and February 2022. A structured questionnaire was used to obtain socio-demographic and clinical data of the patients. Pus samples and/or tissues were collected from the ulcer lesion of each patient for aerobic and anaerobic microbial cultures and biochemical identification using standard conventional techniques.Results: A total of 310 diabetic patients with foot ulcers were recruited into the study, with 62.3% (193/310) males and 37.7% (117/310) females, and mean age of 56.0±13.9 years. Bacteria and yeast were isolated from samples of 280 (90.3%) patients while samples of 30 (9.7%) patients had no microbial growth. Males had higher frequency of microbial isolates (90.7%, 175/193) than females (89.7%, 105/117), while the age group ≤ 40 years had higher frequency of microbial isolates (100%, 43/43) compared to other age groups, although the differences are not statistically significant (p>0.05). The distribution of the isolates showed that 15.7% (44/280) were monomicrobial while 84.3% (236/280) were polymicrobial. The highest single isolate was Bacteroides fragilis with 5.0% (14/280), followed by Staphylococcus aureus with 3.2% (9/280). Bacteroides fragilis and S. aureus occurred as the highest combined bacteria isolates with 5.7% (16/280). Most of the patients were colonized by combination of bacterial isolates. The susceptibility indicates that most of the anaerobic bacteria were sensitive to metronidazole while S. aureus isolates were resistant to ofloxacin at a rate of 65.0%. Conclusion: The findings in this study showed that there is high bacteria and fungi colonization of foot ulcers of diabetic patients in Enugu, Nigeria. Routine care of wounds especially frequent changes of dressing materials and the use of potent antiseptics, are recommended. Contexte: L'ulcère du pied diabétique (UPD) est une complication majeure du diabète sucré (DM) associée à une morbidité et une mortalité élevées. Il existe un taux élevé de colonisation bactérienne, en particulier chez les personnes ayant tendance à mal panser les plaies. Cela s’accompagne d’un taux élevé d’utilisation inappropriée d’antibiotiques. Le but de cette étude est de caractériser les agents pathogènes microbiens colonisant les ulcères du pied des patients diabétiques à Enugu, au Nigeria, et de déterminer la sensibilité aux antibiotiques de ces isolats. Méthodologie: Il s'agissait d'une étude transversale descriptive portant sur des patients diabétiques recrutés consécutivement et souffrant d'ulcères du pied dans deux établissements de soins de santé tertiaires à Enugu, au Nigeria, entre mai 2021 et février 2022. Un questionnaire structuré a été utilisé pour obtenir des données sociodémographiques et cliniques du les patients. Des échantillons de pus et/ou des tissus ont été prélevés sur la lésion ulcéreuse de chaque patient pour des cultures microbiennes aérobies et anaérobies et une identification biochimique à l'aide de techniques conventionnelles standard. Résultats: Au total, 310 patients diabétiques souffrant d'ulcères du pied ont été recrutés dans l'étude, avec 62,3% (193/310) d'hommes et 37,7% (117/310) de femmes, et un âge moyen de 56,0±13,9 ans. Des bactéries et des levures ont été isolées à partir d'échantillons de 280 (90,3%) patients, tandis que des échantillons de 30 (9,7%) patients ne présentaient aucune croissance microbienne. Les hommes présentaient une fréquence plus élevée d'isolats microbiens (90,7%, 175/193) que les femmes (89,7%, 105/117), tandis que le groupe d'âge ≤ 40 ans présentait une fréquence plus élevée d'isolats microbiens (100.0%, 43/43) par rapport aux autres groupes d’âge, bien que les différences ne soient pas statistiquement significatives (p>0,05). La répartition des isolats a montré que 15,7% (44/280) étaient monomicrobiens tandis que 84,3% (236/280) étaient polymicrobiens. L'isolat le plus élevé était Bacteroides fragilis avec 5,0% (14/280), suivi de Staphylococcus aureus avec 3,2% (9/280). Bacteroides fragilis et S. aureus étaient les isolats bactériens combinés les plus élevés avec 5,7% (16/280). La plupart des patients étaient colonisés par une combinaison d’isolats bactériens. La sensibilité indique que la plupart des bactéries anaérobies étaient sensibles au métronidazole tandis que les isolats de S. aureus étaient résistants à l'ofloxacine à un taux de 65,0%. Conclusion: Les résultats de cette étude ont montré qu'il existe une forte colonisation bactérienne et fongique des ulcères du pied des patients diabétiques à Enugu, au Nigeria. Des soins de routine des plaies, des changements particulièrement fréquents des matériaux de pansement et l'utilisation d'antiseptiques puissants sont recommandés.