Prevalence and pathogenicity of Clostridium difficile. A French multicenter study

Summary

Clostridium difficile is recognized as being a causal agent in nosocomial diarrhea in adults, occurring during or after antibiotic treatment. However its prevalence in the stools of hospital patients received in bacteriological laboratories is not precisely established. In order to establish this prevalence, the stools of all hospital patients received by 11 laboratories throughout France were routinely assayed for C. difficile, from January to July 1993. The prevalence of C. difficile in those patients for whom a stool culture had been requested by a doctor (termed « cases ») was compared with that from a control group in whom stool culture had been required by the laboratory although not prescribed by the doctor in charge of the patient. This control group was stratified according to referring team, age, and length of stay. In all, 3921 cases and 229 controls were included. Recorded data in each patient included age, sex, referring team, length of hospital stay, and gross appearance of the stool. In addition, if C. difficile was found, more detailed clinical information was sought from the referring clinician. Each strain of C. difficile was serotyped and studied for toxigenicity.

The prevalence of Clostridium difficile was twice as high in the cases as in the control group (9.7% vs. 4.8%, p < 0.01). As regards to gross appearance, the prevalence of C. difficile was four times higher in the diarrheal stools (in both cases and controls) than that seen in the non-diarrheal stools of the controls [11.5% (cases) and 11.6% (controls) vs 3.3%]. The prevalence of C. difficile was higher in the stools of patients aged over 65, those hospitalized for more than one week, those from intensive care units, long stay patients and those from infectious diseases units. Furthermore, 52% of C. difficile carriers had co-existing chronic or severe illness. The strains of C. difficile were more often toxin producers when isolated from diarrheal stools (72% vs. 55%) or from patients with clinical diarrhea (71% vs. 51%). Analysis of the various serotypes showed that type D (never toxigenic in our study) was statistically isolated less often from diarrheal stools and from those from patients with clinical diarrhea.

The results of this multicenter prevalence study from 11 french laboratories over a six month period strengthen the role of C. difficile in the etiology of infectious diarrhea in hospital patients. C. difficile should be routinely sought in diarrheal stools from these patients.

Résumé

C. difficile est reconnu comme un agent responsable de diarrhées nosocomiales chez l’adulte, survenant pendant ou au décours d’un traitement antibiotique. Cependant sa prévalence dans les selles de patients hospitalisés, reçues par les laboratoires de bactériologie, n’est pas précisément établie. Dans le but de déterminer cette prévalence, toutes les selles de patients hospitalisés reçues par 11 laboratoires répartis en France ont fait l’objet d’une recherche systématique de C. difficile, de janvier à juillet 93. La prévalence de C. difficile chez les patients pour lesquels une coproculture avait été prescrite par le médecin ( appelés « cas ») a été comparée avec la prévalence de C. difficile dans un groupe de témoins aléatoires pour lesquels les coprocultures ont été demandées par le laboratoire, bien que non prescrites par le médecin responsable du patient. Ce groupe témoin a été stratifié par rapport au groupe de référence en fonction de l’unité de soins, de l’âge du patient et de la durée du séjour. Au total, 3921 cas et 229 témoins ont été inclus. Les données enregistrées pour chaque patient ont été l’âge, le sexe, l’unité de soins, la durée d’hospitalisation et l’aspect macroscopique de la selle. De plus, quand C. difficile a été isolé, des informations cliniques plus détaillées ont été recueillies auprès du clinicien concerné. Chaque souche de C. difficile a fait l’objet d’un sérotypage et d’une étude de toxinogenèse.

La prévalence de C. difficile est deux fois plus élevée dans les coprocultures prescrites (« cas ») que dans le groupe témoin (9,7 % versus 4,8 % ; p < 0,01). En ce qui concerne l’aspect macroscopique, la prévalence de C. difficile est quatre fois plus élevée dans les selles diarrhéiques (chez les cas et les témoins) que celle observée dans les selles non diarrhéiques des témoins (11,5 % chez les cas et 11,6 % chez les témoins, versus 3,3 %). La prévalence de C. difficile est plus élevée dans les selles des patients ayant plus de 65 ans, chez ceux hospitalisés depuis plus d’une semaine, chez les patients qui sont en unités des soins intensifs, de long séjour ou de maladies infectieuses. De plus, 52 % des porteurs de C. difficile ont une pathologie sévère ou chronique sous-jacente. Les souches de C. difficile sont plus souvent productrices de toxines quand elles sont isolées de selles diarrhéiques (72 % versus 55 %) ou de selles de patients présentant une diarrhée clinique (71 % versus 51 %). L’analyse des différents sérotypes montre que le sérogroupe D, qui n’est jamais toxinogène dans notre étude, est statistiquement moins souvent isolé de selles diarrhéiques ou des selles de patients présentant une diarrhée clinique.

Les résultats de cette étude multicentrique de prévalence réalisée dans 11 laboratoires français sur une période de 6 mois renforcent l’hypothèse du róle de C. difficile dans l’étiologie des diarrhées infectieuses chez les patients hospitalisés. C. difficile devrait done faire l’objet d’une recherche systématique dans les selles diarrhéiques de ces patients.

Zusammenfassung

C. difficile ist als kausaler Auslöser nosokomialer Diarrhöen bei Erwachsenen während oder nach einer Antibiotikabehandlung bekannt. Bisher jedoch wurde die Prävalenz dieses Keims im Stuhlproben stationärer Patienten nicht in bakteriologischen Labors exakt ermittelt.

Zur Bestimmung dieser Prävalenz wurden zwischen Januar und Juli 1993 alle eingesandten Stuhlproben von stationären Patienten in 11 Labors in ganz Frankreich routinemäßig auf C. difficile untersucht. Die Prävalenz von C. difficile bei Patienten, für die eine Stuhluntersuchung angefordert worden war (“Fälle” genannt), wurde verglichen mit einer Kontrollgruppe, für die Stuhluntersuchungen zwar nicht vom behandelnden Arzt angefordert, jedoch vom Labor durchgeführt worden waren. Diese Kontrollgruppe wurde nach überweisender Stelle, Alter und Dauer des stationären Aufenthaltes stratifiziert. Insgesamt wurden 3.921 Fälle und 229 Kontrollen erfaßt. Bei jedem Patienten wurden Angaben zu Alter, Geschlecht, Herkunft der Anforderung, Zeitraum bis zur stationären Aufnahme und das makroskopische Erscheinungsbild des Stuhls festgehalten. War C. difficile nachweisbar, wurde der behandelnde Arzt darüber hinaus um detaillierte klinische Informationen gebeten. Jeder C. difficile-stamm wurde serologisch typisiert und auf seine Toxinogenität untersucht.

Die Prävalenz von C. difficile war bei den “Fällen” doppelt so hoch wie bei den Kontrollen (9,7 % gegenüber 4,8 %, p < 0,01). Im Hinblick auf das makroskopische Aussehen der Stühle war die Prävalenz von C. difficile bei den “Fällen” ebenso wie bei Kontrollen in durchfälligen Stühlen viermal so hoch wie in nicht durchfälligen Stühlen (11,5 % {Fälle} bzw. 11,6 % {Kontrollen} gegenüber 3,3 %). Die Prävalenz von C. difficile war erhöht im Stuhl von Patienten über 65 Jahre, länger als eine Woche stationär behandelten Patienten, bei Patienten auf Intensivstationen, Langzeitpatienten und Patienten mit Infektionskrankheiten. Darüber hinaus litten 52 % der C. difficile-Carrier an einer begleitenden chronischen oder schweren Krankheit. Die C. difficile-Stämme waren häufiger toxinogen, wenn sie aus durchfälligen Stühlen (72 % vs. 55 %) oder aus Stuhlproben von Patienten mit klinisch manifester Diarrhoe (71 % vs. 51 %) isoliert wurden. Die Analyse der verschiedenen Serotypen ergab, daß Typ D (der in unserer Studie niemals toxinogen war), statistisch weniger häufig aus durchfälligen Stühlen oder aus Stuhlproben von Patienten mit klinisch manifester Diarrhoe isoliert wurde.

Die Ergebnisse dieser über einen Zeitraum von sechs Monaten multizentrisch in 11 französischen Labors durchgeführten Prävalenzuntersuchung unterstreicht die Bedeutung von C. difficile in der Ätiologie infektiöser Diarrhöen bei stationär behandelten Patienten. Durchfällige Stuhlproben dieser Patienten soliten routinemäßig auf C. difficile untersucht werden.