Prevalence of multi-resistant bacteria associated with febrile neutropenia in pediatric oncology patients

Article / Artículo

https://doi.org/10.33821/827


[0000-0002-0401-4616] Cinthya Paredes-Barzola[1]

 

[1 ] Attending Physician, Oncohematology Department, Baca Ortiz Pediatric Hospital, Quito, Ecuador.

Author notes:

Correspondence to: [*] Cinthya Paredes-Barzola, cinthyaparedes@hotmail.com

Conflicts of interest:

The author declares no conflicts of interest.

Date received: 23/10/2025

Date accepted: 18/3/2026

Date: 04/1/2026

ABSTRACT

Introduction:

Antimicrobial resistance (AMR), particularly that associated with extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing and carbapenemase-producing bacteria, represents a critical global public health threat. Febrile neutropenia is a frequent and potentially life-threatening complication in cancer patients undergoing chemotherapy; in the pediatric population, it is of particular concern given its significant impact on morbidity and mortality. This study aimed to determine the prevalence of multidrug-resistant (MDR) bacteria associated with febrile neutropenia, with the purpose of informing the revision and updating of institutional empirical antibiotic therapy protocols.

Methodology:

An observational, descriptive, cross-sectional, and retrospective study was conducted at the Baca Ortíz Pediatric Hospital in Quito, Ecuador. All eligible records were analyzed, constituting a census of 184 pediatric oncology patients with at least one episode of febrile neutropenia and a positive blood culture between 2019 and 2023. Inclusion criteria were temperature ≥38 °C and an absolute neutrophil count (ANC) ≤500/mm3.

Results:

Female patients accounted for 51.6% of the study population. Leukemia was the predominant oncologic diagnosis (84.8%), and more than 90% of patients presented severe neutropenia, concentrated primarily within this diagnostic group. Gram-negative bacteria predominated: Klebsiella pneumoniae (16.8%) and Escherichia coli (16.3%) were the most prevalent Enterobacteriaceae, and Pseudomonas aeruginosa (7.6%), the most frequent non-fermenting Gram-negative bacillus. Resistance analysis was performed on 160 bacterial isolates, after excluding 24 fungal isolates. The prevalence of ESBL-producing bacteria was 16.0% (95% CI: 10.0%-22.0%), and that of carbapenemase-producing bacteria was 8.0% (95% CI: 3.0%-12.0%).

Conclusion:

Multidrug-resistant Gram-negative bacteria predominated in pediatric oncology patients with febrile neutropenia, with an ESBL prevalence of 16.0% and a carbapenemase prevalence of 8.0% among bacterial isolates. These findings may contribute to the review and updating of institutional empirical antibiotic therapy protocols for this patient population and a critical determination for the optimization of empirical treatment strategies in this group.

Keywords:

Microbial drug resistance, Extended-spectrum beta-lactamases, Gram-negative bacteria, Febrile neutropenia, Neoplasms

1. Introduction

Research on the prevalence of multidrug-resistant bacteria associated with febrile neutropenia in oncology patients has been an extensively addressed topic in the scientific literature, contributing valuable data on the epidemiology and management of these conditions in vulnerable populations. Antimicrobial resistance (AMR) constitutes a global health crisis that threatens the advances achieved by modern medicine. In this context, the World Health Organization (WHO) updated its Bacterial Priority Pathogens List (BPPL) in 2024. It includes 24 pathogens grouped into 15 antibiotic-resistant families, classified into three categories: critical, high, and medium priority [1,2]. Within the critical priority category, there are ESBL-producing Enterobacteriaceae, Klebsiella pneumoniae, and carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii [1,2]. These pathogens are directly implicated in the findings of the present study. Microorganisms included in these groups are associated with high morbidity and mortality and substantially increase the cost of medical care [1].

This growing concern has underscored the urgent need to investigate the impact of AMR in high-risk populations, particularly pediatric oncology patients. Febrile neutropenia is a frequent and potentially life-threatening complication in cancer patients undergoing chemotherapy; in the pediatric population, it is of particular relevance due to its association with significant morbidity and mortality [3,4].

This study aimed to determine the prevalence of multidrug-resistant bacteria associated with episodes of febrile neutropenia in pediatric oncology patients treated at the Baca Ortíz Pediatric Hospital between 2019 and 2023, thus contributing to the revision and updating of institutional empirical antibiotic therapy protocols.

2. Materials and Methods

2.1 Study design

A non-experimental, quantitative, descriptive study was conducted using an observational, cross-sectional, and retrospective design based on the analysis of electronic medical records of previously treated patients, with no direct intervention on study participants.

2.2 Setting, population, and sample

The study was carried out at the Oncohematology Service of the Baca Ortíz Pediatric Hospital (Ministry of Public Health), Quito, Ecuador, a national tertiary referral center for the pediatric population. Electronic records from January 2019 to December 2023 were analyzed. Data collection was completed in December 2024. The study was approved by the Institutional Review Board for Human Research (CEISH-HPBO) under code 021-CEISH-HPBO-PA-2024.

The study population comprised pediatric patients aged 0 to 15 years with a confirmed oncologic diagnosis, who experienced at least one episode of febrile neutropenia with a positive blood culture during the specified period. All records meeting the selection criteria were included; therefore, there was a complete census of eligible cases.

Inclusion criteria were age between 0 and 15 years; confirmed oncologic diagnosis (solid tumors or hematologic malignancies); at least one episode of febrile neutropenia, defined as temperature ≥38°C with an ANC ≤500/mm3 or ≤1,000/mm3 with an expected decline to below 500/mm3 within 24 to 48 hours; a positive blood culture; and a complete clinical record. Each patient was included only once, based on the first documented episode; recurrent episodes were not included.

Records were excluded if they contained incomplete data, lacked a final blood culture result, corresponded to patients older than 15 years, or did not strictly fulfill the criteria for febrile neutropenia or lacked an oncologic diagnosis. Of 227 potentially eligible records, 43 were excluded (28 because they did not meet febrile neutropenia criteria, 9 had incomplete records, and 6 for absence of an oncologic diagnosis), thus resulting in 184 records included in the final analysis. These represented the complete universe of eligible cases for the study period (Figure 1).

Figure 1

Participant selection flowchart. Of 227 potentially eligible records, 43 were excluded because they did not meet neutropenia criteria (n=28), had incomplete records (n=9), or absence of an oncologic diagnosis (n=6), thus resulting in 184 records included in the final analysis.

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2.3 Variables

Variables analyzed included sociodemographic characteristics (age stratified in months, and biological sex), clinical characteristics (oncologic diagnosis [leukemia, lymphoma, and solid tumor]; neutropenia grade, classified as mild [ANC 1,000-1,500/mm3], moderate [ANC 500-1,000/mm3], and severe [ANC <500/ mm3]; and oral or axillary temperature ≥38 °C), and microbiological characteristics (microorganism isolated in blood culture; ESBL production; carbapenemase production; and classification as a multidrug-resistant organism). Categorical variables are presented with their respective categories; continuous variables were stratified for descriptive analysis.

2.4 Statistical analysis

Univariate descriptive analysis was performed for all variables using absolute frequency tables and percentages. To explore the distribution of microbiological variables according to oncologic diagnosis and neutropenia grade, contingency tables were constructed. Given the cross-sectional descriptive design and the census-based approach, 95% confidence intervals (CIs) were calculated for MDR prevalence estimates to assess the precision of findings. Records with incomplete data were excluded during the selection phase; therefore, no missing data were present in the final analysis. IBM SPSS Statistics version 23 was used for all statistical analyses.

2.5 Bias control

Strict inclusion and exclusion criteria were applied to minimize selection bias. Records with incomplete clinical histories, those lacking final blood culture results, patients older than 15 years, and those who did not strictly meet febrile neutropenia criteria or had non-oncologic diagnoses were excluded.

Sample size: A total of 227 potentially eligible records were initially identified. Of these, 43 were excluded for failure to meet selection criteria: 28 did not fulfill febrile neutropenia criteria, 9 were incomplete, and 6 lacked an oncologic diagnosis. The final sample comprised 184 complete records.

3. Results

A total of 184 electronic records meeting the established criteria were identified (Figure 1). Each record corresponded to a single patient with one episode of febrile neutropenia and one positive blood culture; therefore, the unit of analysis was simultaneously the patient and the microbiological isolate. Recurrent episodes from the same patient were not included. Accordingly, prevalence per patient and prevalence per isolate are equivalent, both calculated on a denominator of 184 cases.

Female patients accounted for 51.6% of the cohort and male patients for 48.4%. The most frequently represented age group was 121 to 180 months old (10 to 15 years), comprising 33.2% of the population. Leukemia was the predominant oncologic diagnosis (84.8%), followed by lymphoma and solid tumors (Table 1).

Table 1

Distribution by diagnosis

Diagnosis Frequency Percentage
Leukemia 156 84.8 %
Lymphoma 14 7.6 %
Solid tumor 14 7.6 %
Total 184 100.0%

More than 90% of patients presented severe neutropenia. 78.3% belonged to the leukemia group, while patients with lymphoma and solid tumors predominantly exhibited mild to moderate neutropenia (Table 2).

Table 2

Sample distribution by level of neutropenia and cancer diagnosis

Leukemia Lymphoma Solid tumor Total
Neutropenia level MILD Count 4 1 0 5
Percentage 2.2 % 0.5 % 0.0 % 2.7 %
MODERATE Count 8 3 1 12
Percentage 4.3 % 1.6 % 0.5 % 6.5 %
SEVERE Count 144 10 13 167
Percentage 78.3 % 5.4 % 7.1 % 90.8 %
Count 156 14 14 184
Total Percentage 7.6 % 8.4 % 7.6% 100.0 %

Of the 184 total isolates, 160 (87.0%) were bacterial and 24 (13.0%) were fungal, including Candida spp. (23 cases, 12.5%) and Rhodotorula sp. (1 case, 0.5%). Fungal isolates were excluded from the bacterial resistance analysis. Among bacterial isolates, Gram-negative organisms predominated (127 cases, 69.0%). Klebsiella pneumoniae (kpn) was the most frequently isolated microorganism with 31 cases (16.8%), followed by Escherichia coli (eco), 30 cases (16.3%); Pseudomonas aeruginosa (pae), 14 cases (7.6%); Enterobacter cloacae (ecl), 9 cases (4.9%); Klebsiella oxytoca (kox), 9 cases (4.9%); and Acinetobacter baumannii (aba), 5 cases (2.7%). Among Gram-positive bacteria (33 cases, 17.9%), Staphylococcus aureus (sau) was the most frequently isolated species with 24 cases (13.0%). All remaining microorganisms had individual frequencies below 2.5% (Figure 2).

Figure 2

Frequency of microorganisms identified in blood cultures from patients with febrile neutropenia, according to microbiological classification (n=184). Red bars represent Gram-negative bacteria, blue bars Gram-positive bacteria, and grey bars fungi. Values above each bar indicate the absolute number of isolates. Fungal isolates were excluded from the bacterial resistance analysis.

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Source: Authors' own elaboration.

Resistance analysis was performed on the 160 bacterial isolates, excluding the 24 fungal isolates. The prevalence of ESBL-producing bacteria was 16.0% (95% CI: 10.0%-22.0%), calculated on this denominator. Regarding species distribution, Escherichia coli (eco) had the highest frequency of ESBL production with 12 cases (40.0% of its isolates), followed by Klebsiella pneumoniae (kpn) with 11 cases (35.5%), and Klebsiella oxytoca (kox) with 3 cases (33.3%). It should be noted that kpn and kox are Enterobacteriaceae, while the remaining ESBL-producing cases corresponded to other Gram-negative bacteria with individual counts below 2 cases (Figure 3).

Figure 3

Distribution of ESBL-producing isolates by bacterial species. Blue bars represent non-producing isolates, red bars represent ESBL-producing isolates. Values above each bar indicate the absolute number of isolates. E. coli n=30 (40.0% ESBL-producing); K. pneumoniae n=31 (35.5% ESBL-producing); K. oxytoca n=9 (33.3% ESBL-producing).

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Source: Authors' own elaboration.

Regarding carbapenemase production, a total of 12 cases were identified (8.0%; 95% CI: 3.0%-12.0%). Klebsiella pneumoniae (kpn) was the most frequently implicated species with 4 cases (33.3% of carbapenemase-producing isolates), followed by Serratia marcescens (sma) with 2 cases (16.7%). The remaining 6 cases were distributed among Acinetobacter baumannii (aba), Citrobacter freundii (cfr), Enterobacter cloacae (ecl), Klebsiella oxytoca (kox), Pseudomonas aeruginosa (pae), and Enterobacter aerogenes (eae) with one each (Figure 4).

Figure 4

Distribution of carbapenemase-producing isolates by bacterial species (n=160) in pediatric oncology patients with febrile neutropenia. Blue bars represent non-producing isolates, red bars represent carbapenemase-producing isolates. Values above each bar indicate the absolute number of isolates. The overall prevalence of carbapenemase production was 8.0% (95% CI: 3.0%-12.0%).

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Source: Authors' own elaboration.

When stratified by oncologic diagnosis, the prevalence of ESBL-producing organisms was 16.9% among patients with leukemia (n=23), 27.3% among those with lymphoma (n=3), and 0.0% among those with solid tumors (Figure 5).

Figure 5

Distribution of ESBL-producing bacterial isolates by oncologic diagnosis (n=160). Blue bars represent non-producing isolates, red bars represent ESBL-producing isolates. Values above each bar indicate the absolute number of isolates. Leukemia: 16.9% ESBL; Lymphoma: 27.3% ESBL; Solid tumor: 0.0% ESBL.

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Source: Authors' own elaboration.

Regarding carbapenemase production, prevalence was 6.6% among patients with leukemia (n=9), 18.2% among those with lymphoma (n=2), and 7.7% among those with solid tumors (n=1) (Figure 6).

Figure 6

Distribution of carbapenemase-producing bacterial isolates by oncologic diagnosis (n=160). Blue bars represent non-producing isolates, red bars represent carbapenemase-producing isolates. Values above each bar indicate the absolute number of isolates. Leukemia: 6.6%; Lymphoma: 18.2%; Solid tumor: 7.7%.

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Source: Authors' own elaboration.

4. Discussion

Findings of the present study reveal a microbiological profile dominated by Gram-negative bacteria in pediatric oncology patients with febrile neutropenia. Klebsiella pneumoniae (kpn) was the most frequently isolated pathogen (16.8%), followed by Escherichia coli (eco) (16.3%), and Pseudomonas aeruginosa (pae) (7.6%). Within this group, kpn and eco are Enterobacteriaceae, whereas P. aeruginosa (pae) and Acinetobacter baumannii (aba) are non-fermenting Gram-negative bacilli-a taxonomically relevant distinction for empirical treatment selection. This pattern is consistent with trends documented in the contemporary literature [5,6,7]. Islas-Muñoz et al. [8] in a Mexican cohort of oncology patients reported Escherichia coli as the most frequent pathogen in bacteremia, accounting for 42.3% of isolates, while Babu et al. [9] in India identified a similar pattern with predominance of E. coli, A. baumannii, and K. pneumoniae.The convergence of these findings suggests a consistent epidemiological trend toward the predominance of Gram-negative bacteria-both fermenting and non-fermenting-in this patient population.

Regarding resistance profiles, the prevalence of ESBL-producing bacteria was 16.0% (95% CI: 10.0%-22.0%) and that of carbapenemase-producing bacteria was 8.0% (95% CI: 3.0%-12.0%), both calculated on 160 bacterial isolates after excluding the 24 fungal isolates. These figures are clinically significant, particularly given that ESBL- and carbapenemase-producing Gram-negative bacteria-including Enterobacteriaceae and non-fermenting bacilli-are listed under the critical priority category of the 2024 WHO Bacterial Priority Pathogens List [1,2]. The carbapenemase prevalence identified in this study falls at the lower end of the 3%-51% range reported by Balletto et al. [10] across different European regions, which may reflect differences in antibiotic stewardship policies and local epidemiological surveillance systems. Nevertheless, even low prevalences of carbapenem resistance carry substantial clinical implications in immunocompromised populations, given the limited therapeutic armamentarium available for their management [1,7].

The distribution of resistance by oncologic diagnosis demonstrated that patients with leukemia concentrated the highest frequency of infections due to ESBL-producing (16.9%) and carbapenemase-producing (6.6%) organisms. This finding is consistent with the greater chemotherapy intensity and depth of neutropenia characteristically observed in this disease [4]. More than 90% of patients in this cohort presented with severe neutropenia, a proportion exceeding that reported by Gavidia Mayora et al. [11] in Guatemala (72.77%). This difference may be explained by the characteristics of the population served at a national tertiary referral center.

Regarding infection etiology, literature documents a historical evolution in microbiological profiles: from the predominance of Gram-negative organisms in the 1960s and 1970s, to a shift toward Grampositive bacteria from the mid-1980s onward [5]. Subsequently, there was a resurgence of multidrug-resistant Gram-negative organisms since the year 2000 driven by the dissemination of resistance genes encoding ESBLs and carbapenemases [6,7]. This study reflects the most recent phase, which is characterized by a predominantly Gram-negative profile and a significant presence of MDR mechanisms that must be taken into account in therapeutic decision-making.

It is important to note that, while these findings provide valuable information on the local epidemiology of bacterial resistance in pediatric oncologic febrile neutropenia, the development of empirical antibiotic therapy protocols requires integrating multiple clinical and institutional variables, including the local antimicrobial susceptibility profile, the patient's clinical status, tumor type, treatment intensity, and available resources. Therefore, results of the present study should be interpreted as a complementary input for the review of institutional guidelines, and not as independent evidence sufficient to modify protocols [2,5,7].

4.1 Limitations

This study has several limitations that should be considered when interpreting results. First, given the retrospective design, data quality was contingent upon the completeness of available electronic records, which may have required excluding 43 records due to incomplete data or absence of an oncologic diagnosis. Second, the single-center design limits the generalizability of findings to other institutional or geographic contexts, as antimicrobial resistance patterns may vary substantially across hospitals and regions. Third, the lymphoma and solid tumor subgroups had small sample sizes, thus resulting in wide confidence intervals for their stratified estimates and limiting the precision of comparisons across oncologic diagnoses. Finally, given the descriptive cross-sectional design, causal relationships could not be established, nor could the impact of bacterial resistance on clinical outcomes such as mortality or length of hospitalization be assessed.

5. Conclusions

This study identified a predominance of Gram-negative bacteria in blood cultures from pediatric oncology patients with febrile neutropenia. Enterobacteriaceae Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli were the most frequently isolated pathogens, followed by the non-fermenting bacillus Pseudomonas aeruginosa. Leukemia was the predominant oncologic diagnosis; it also concentrated the highest proportion of cases with severe neutropenia and multidrug-resistant bacterial isolates.

The presence of ESBL-producing and carbapenemase-producing bacteria both included in the critical priority category of the 2024 WHO Bacterial Priority Pathogens List underscores the clinical relevance of these findings in a particularly vulnerable population. ESBL production was the most prevalent MDR mechanism, occurring at a higher frequency than carbapenemase production.

Results contribute to characterizing the local microbiological landscape of bacterial resistance associated with febrile neutropenia in pediatric oncology patients at the Baca Ortíz Pediatric Hospital and may serve as a basis for the revision and updating of institutional empirical antibiotic therapy protocols. Given the descriptive, single-center nature of the study, these conclusions should be interpreted with caution and supplemented by multicenter research to broaden their scope and applicability.

References

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11. Gavidia Mayora GM, Armendáriz Ortíz AL, Mack Rivas RA. Descripción clínica de los pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril ingresados a la unidad de cuidados intensivos de la Unidad Nacional de Oncología Pediátrica. Rev Fac Med UFM. 2023;1(34):14-33. https://doi.org/10.37345/23045329.v1i34.84

GM Gavidia Mayora AL Armendáriz Ortíz RA Mack Rivas Descripción clínica de los pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril ingresados a la unidad de cuidados intensivos de la Unidad Nacional de Oncología PediátricaRev Fac Med UFM20231341433https://doi.org/10.37345/23045329.v1i34.84

How to cite: Paredes-Barzola C. Prevalence of multi-resistant bacteria associated with febrile neutropenia in pediatric oncology patients. Oncología (Ecuador). 2026;36(1): 22-32. https://doi.org/10.33821/827

6. Abbreviations

Aeh:Arcanobacterium haemolyticum

Aug:Acinetobacter ursingii

Aba:Acinetobacter baumannii

Asb:Aeromonas veronii biovar sobria

Avv:Aeromonas veronii biovar veronii

Bcx:Burkholderia cepacia

Cru:Candida rugosa

Cal:Candida spp.

Cfr:Citrobacter freundii

Cgu:Candida guilliermondii

Cpa:Candida parapsilosis

Ctr:Candida tropicalis

Ecl:Enterobacter cloacae

Eco:Escherichia coli

Efm:Enterococcus faecium

Efa:Enterococcus faecalis

Inf:Salmonella infantis

Kox:Klebsiella oxytoca

Kpn:Klebsiella pneumoniae

Kpl:Raoultella planticola

Pae:Pseudomonas aeruginosa

Pma:Stenotrophomonas maltophilia

Rho:Rhodotorula sp.

Sal:Salmonella spp.

Sen:Salmonella enteritidis

Sma:Serratia marcescens

Sau:Staphylococcus aureus

Swa:Staphylococcus warneri

Sam:Salmonella typhimurium

Sep:Staphylococcus epidermidis

Sin:Streptococcus intermedius

Eae:Enterobacter aerogenes

Koz:Klebsiella ozaenae

Pal:Providencia alcalifaciens

Pfl:Pseudomonas fluorescens

Mmo:Morganella morganii

AMR: Antimicrobial resistance

ANC: Absolute neutrophil count

ESBL: Extended-spectrum beta-lactamase

MDR: Multidrug-resistant

SPSS: Statistical Package for the Social Sciences

7. Administrative information

7.1 Author contributionsCinthya Paredes-Barzola: Conceptualization, methodology, validation, investigation, and writing.

7.3 Funding No external financial support was received for this study.

7.4 Ethics statement In accordance with the regulations governing Human Research Ethics Committees published in the Official Register of Ecuador, Agreement No. 00005-2022 (August 2022), this study received approval from the Institutional Review Board for Human Research (CEISH) of the Baca Ortíz Pediatric Hospital (CEISH-HPBO), under code 021-CEISH-HPBO-PA-2024.

Prevalencia de bacterias multirresistentes asociadas a neutropenia febril en pacientes oncológicos pediátricos

Author notes:

Correspondence to: [*] Cinthya Paredes-Barzola, cinthyaparedes@hotmail.com

Conflicts of interest:

La autora declara no tener conflicto de intereses.

RESUMEN

Introducción:

La resistencia antimicrobiana (RAM), especialmente la asociada a bacterias productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) y carbapenemasas, constituye una amenaza global prioritaria. La neutropenia febril es un evento crítico frecuente en pacientes oncológicos bajo tratamiento quimioterápico que, en la población pediátrica, adquiere particular relevancia por su impacto en la morbimortalidad. Este estudio tuvo como objetivo determinar la prevalencia de bacterias multirresistentes asociadas a neutropenia febril, con el fin de contribuir a la actualización de protocolos de terapia antibiótica empírica institucional.

Metodología:

Se realizó un estudio observacional, descriptivo, transversal y retrospectivo en el Hospital Pediátrico Baca Ortíz de Quito, Ecuador. Se trabajó con la totalidad de registros elegibles, un censo de 184 pacientes oncológicos pediátricos con al menos un episodio de neutropenia febril con hemocultivo positivo entre el 2019 y el 2023. Los criterios de inclusión fueron temperatura ≥ 38 °C y recuento absoluto de neutrófilos ≤ 500/mm3.

Resultados:

El 51,6 % de los pacientes fueron mujeres. La leucemia constituyó el diagnóstico oncológico predominante (84,8 %), y más del 90 % presentó neutropenia severa, concentrada principalmente en este grupo. Las bacterias Gram-negativas fueron predominantes, entre ellas destacaron Klebsiella pneumoniae (16,8 %) y Escherichia coli (16,3 %) como enterobacterias. La Pseudomonas aeruginosa (7,6%) destacó como bacilo no fermentador. El análisis de resistencia se realizó sobre 160 aislamientos bacterianos; se excluyeron 24 aislamientos fúngicos. La prevalencia de bacterias productoras de betalactamasas de espectro extendido fue del 16,0 % (IC 95 %: 10,0-22,0 %) y la de productoras de carbapenemasas del 8,0 % (IC 95 %: 3,0-12 %).

Conclusión:

En pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril predominaron las bacterias Gram-negativas multirresistentes, con una prevalencia de betalactamasas de espectro extendido (16,0 %) y de carbapenemasas (8,0 %) sobre los aislamientos bacterianos. Estos hallazgos podrían contribuir a la revisión y actualización de los protocolos de terapia antibiótica empírica institucional para este grupo poblacional; por tanto, resultan determinantes para la actualización de protocolos de tratamiento empírico en este grupo poblacional.

1. Introducción

La investigación sobre la prevalencia de bacterias multirresistentes asociada a neutropenia febril en pacientes oncológicos ha sido un tema relevante en la literatura científica, y ha aportado información valiosa sobre la epidemiología y el manejo de estas patologías en poblaciones vulnerables. La resistencia a los antimicrobianos constituye una crisis sanitaria global que compromete los avances alcanzados por la medicina moderna. En este contexto, la Organización Mundial de la Salud (OMS) actualizó en el 2024 su Lista de Patógenos Bacterianos Prioritarios (BPPL), que incluye 24 patógenos agrupados en 15 familias resistentes a antibióticos, clasificados en tres categorías: crítica, alta y media [1,2]. Dentro de la categoría crítica se ubican enterobacterias productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE): Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter baumannii resistente a carbapenémicos [1,2], patógenos directamente relacionados con los hallazgos del presente estudio. Los microorganismos incluidos en estos grupos causan alta morbilidad y mortalidad, lo que incrementa los costos de la atención médica [1].

Esta creciente preocupación ha subrayado la necesidad urgente de investigar y comprender la resistencia antimicrobiana en poblaciones sensibles, como los pacientes oncológicos pediátricos. La neutropenia febril es un evento crítico frecuente en pacientes oncológicos bajo tratamiento quimioterápico que, en la población pediátrica, adquiere particular relevancia por su asociación con alta morbilidad y mortalidad [3,4].

Este estudio tuvo como objetivo determinar la prevalencia de bacterias multirresistentes asociadas a episodios de neutropenia febril en pacientes pediátricos oncológicos atendidos en el Hospital Pediátrico Baca Ortiz durante el periodo 2019-2023, con el fin de contribuir a la actualización de protocolos de terapia antibiótica empírica institucional.

2. Materiales y métodos

2.1 Diseño del estudio

Se realizó un estudio observacional, transversal y retrospectivo, con base en el análisis de registros electrónicos de pacientes previamente atendidos sin intervención sobre ellos.

2.2 Escenario, población y muestra

El estudio se llevó a cabo en el servicio de Oncohematología del Hospital Pediátrico Baca Ortiz, Quito, Ecuador, centro de referencia nacional de tercer nivel para la población pediátrica. Se analizaron los registros electrónicos correspondientes al periodo enero 2019-diciembre 2023, y el análisis se completó en diciembre del 2024. El estudio contó con la aprobación del Comité de Ética en Seres Humanos del Hospital Pediátrico Baca Ortiz (CEISH-HPBO) con el Código 021-CEISH-HPBO-PA-2024.

La población de estudio estuvo constituida por pacientes pediátricos de 0 a 15 años con diagnóstico oncológico confirmado que presentaron al menos un episodio de neutropenia febril con hemocultivo positivo durante el periodo señalado. Se trabajó con la totalidad de los registros que cumplieron los criterios de selección y que constituyeron un censo de casos elegibles.

Los criterios de inclusión fueron edad entre 0 y 15 años; diagnóstico oncológico confirmado (tumores sólidos o neoplasias hematológicas); al menos un episodio de neutropenia febril definida como temperatura ≥ 38 °C con recuento absoluto de neutrófilos (RAN) ≤ 500/mm3 o ≤ 1000/mm3 con expectativa de descenso a menos de 500/mm3 en las siguientes 24-48 horas; hemocultivo positivo, y registro clínico completo. Cada paciente fue incluido una única vez considerando el primer episodio documentado; los episodios repetidos no fueron incluidos.

Se excluyeron los registros con información incompleta, aquellos sin resultado final de hemocultivo, los pacientes mayores de 15 años y los que no cumplían los criterios exactos de neutropenia febril o carecían de diagnóstico oncológico. De 227 registros potencialmente elegibles, se excluyeron 43 (28 por no cumplir criterios de neutropenia febril, 9 por ser registros incompletos y 6 por ausencia de diagnóstico oncológico). El resultado fue de 184 registros incluidos en el análisis final, correspondientes al universo completo de casos elegibles del periodo (Figura 1).

Figura 1

Diagrama de flujo de selección de los participantes. De los 227 registros potencialmente elegibles, se excluyeron 43 por no cumplir criterios de neutropenia (n=28), registros incompletos (n=9) o ausencia de diagnóstico oncológico (n=6), resultando en 184 registros incluidos en el análisis.

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2.3 Variables

Las variables analizadas incluyeron características sociodemográficas (edad estratificada en meses y sexo biológico); clínicas (diagnóstico oncológico: leucemia, linfoma y tumor sólido; grado de neutropenia clasificado en leve 1000-1500/mm3, moderada 500-1000/mm3 y severa < 500/mm3); temperatura oral o axilar ≥ 38 °C, y microbiológicas (microorganismo aislado en hemocultivo, producción de BLEE, producción de carbapenemasas y clasificación como bacteria multirresistente). Las variables cualitativas se presentaron con sus categorías y las cuantitativas fueron estratificadas para su análisis descriptivo.

2.4 Análisis estadístico

Se realizó análisis descriptivo univariante para todas las variables por medio de tablas de frecuencia absolutas y porcentajes. Para explorar la distribución de las variables microbiológicas según diagnóstico oncológico y grado de neutropenia se construyeron tablas de contingencia. Dado el diseño descriptivo transversal y el abordaje censal, se calcularon intervalos de confianza al 95 % para prevalencias de multirresistencia con el fin de estimar la precisión de los hallazgos. Los registros con datos incompletos fueron excluidos durante la selección, por lo que no se registraron datos faltantes en el análisis final. Se utilizó el paquete estadístico IBM SPSS Statistics versión 23.

2.5 Control de fuentes de sesgo

Se aplicaron criterios de inclusión y exclusión estrictos para controlar el sesgo de selección. Se excluyeron registros con historias clínicas incompletas, aquellos que carecían de resultados finales de hemocultivos, pacientes mayores de 15 años y aquellos que no cumplían los criterios exactos de neutropenia febril o que tenían diagnósticos no oncológicos.

Tamaño muestral: Inicialmente se incluyó un total de 227 potencialmente elegibles para el estudio. De estos, 43 registros fueron excluidos por no cumplir con los criterios de selección: 28 no cumplieron los criterios de neutropenia febril, 9 estaban incompletos, y 6 no tenían diagnóstico oncológico. Por lo tanto, la muestra final fue de 184 registros completos.

3. Resultados

Cada uno de los 184 registros correspondió a un único paciente (Figura 1) con un solo episodio de neutropenia febril y un único hemocultivo positivo, por lo que la unidad de análisis fue simultáneamente el paciente y el aislamiento microbiológico; episodios repetidos del mismo paciente no fueron incluidos. En consecuencia, la prevalencia por paciente y la prevalencia por aislamiento son equivalentes, y ambas se calcularon sobre un denominador de 184 casos.

El 51,6 % eran mujeres y el 48,4 %, varones. El grupo etario más frecuente correspondió al rango de 121 a 180 meses (10 a 15 años), lo que representa el 33,2 % de la población. La leucemia fue el diagnóstico oncológico predominante (84,8 %), seguida de linfoma y tumores sólidos (Tabla 1).

Tabla 1

Distribución según el diagnóstico

Diagnóstico Frecuencia Porcentaje
Leucemia 156 84,8 %
Linfoma 14 7,6 %
Tumor sólido 14 7,6 %
Total 184 100,0

Más del 90 % de los pacientes presentaron neutropenia severa, y de estos el 78,3 % pertenecían al grupo con leucemia, mientras que los pacientes con linfoma y tumores sólidos exhibieron predominantemente neutropenia leve y moderada (Tabla 2).

Tabla 2

Distribución de la muestra en función del nivel de neutropenia y diagnóstico oncológico

Leucemia Linfoma Tumor sólido Total
Nivel_ neutropenia LEVE Recuento % del total 4 2,2 % 1 0,5 % 0 0,0 % 5 2,7 %
MODERADA Recuento % del total 8 4,3 % 3 1,6 % 1 0,5 % 12 6,5 %
SEVERA Recuento % del total 144 78,3 % 10 5,4 % 13 7,1 % 167 90,8 %
Total Recuento 156 14 14 184
% del total 7,6 % 84,8 % 7,6% 100,0 %

De los 184 aislamientos totales, 160 (87,0 %) correspondieron a bacterias y 24 (13,0%) a microorganismos fúngicos, incluidos Candida spp. (23 casos, 12,5 %) y Rhodotorula sp. (1 caso, 0,5 %), los cuales fueron excluidos del análisis de resistencia bacteriana. Entre los aislamientos bacterianos, las bacterias Gram-negativas fueron predominantes (127 casos, 69,0 %). Klebsiella pneumoniae fue el microorganismo más frecuente con 31 casos (16,8 %), seguido de Escherichia coli con 30 casos (16,3 %), Pseudomona aeruginosa con 14 casos (7,6 %), Enterobacter cloacae con 9 casos (4,9 %), Klebsiella oxytoca con 9 casos (4,9 %) y A. baumannii con 5 casos (2,7 %). Entre las bacterias Gram-positivas (33 casos, 17,9 %), Staphylococcus aureus fue la especie más frecuente con 24 casos (13,0 %). Los microorganismos restantes presentaron frecuencias individuales inferiores al 2,5 % (Figura 2).

Figura 2

Frecuencia de microorganismos identificados en hemocultivos de pacientes con neutropenia febril según clasificación microbiológica (n = 184). Las barras rojas corresponden a bacterias Gram-negativo, las azules a bacterias Gram-positivo y las grises a hongos. Los valores sobre cada barra corresponden al número absoluto de aislamientos. Los aislamientos fúngicos fueron excluidos del análisis de resistencia bacteriana.

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Fuente: Elaboración propia.

El análisis de la resistencia bacteriana se realizó sobre los 160 aislamientos bacterianos; se excluyeron los 24 aislamientos fúngicos. La prevalencia de bacterias productoras de BLEE fue del 16,0 % (IC 95 %: 10,0-22,0 %) calculadas sobre este denominador. Respecto a la distribución por especie, E. coli presentó la mayor frecuencia de producción de BLEE con 12 casos (40,0 % de sus aislamientos), seguida de K. pneumoniae con 11 casos (35,5 %) y K. oxytoca con 3 casos (33,3 %). Cabe destacar que K. pneumoniae y K. oxytoca son enterobacterias, mientras que los casos restantes correspondieron a otras bacterias Gram-negativas con recuentos individuales inferiores a dos casos (Figura 3).

Figura 3

Distribución de aislamientos productores de BLEE por especie bacteriana. Las barras azules representan aislamientos no productores y las rojas, productores de BLEE. Los valores sobre cada barra corresponden al número absoluto de aislamientos. E. coli, n = 30 (40 % productoras de BLEE); K. oxytoca, n = 9 (33,3 % productoras de BLEE), y K. pneumoniae, n = 31 (35,5 % productoras de BLEE).

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Fuente: Elaboración propia.

En cuanto a la producción de carbapenemasas, se identificaron 12 casos en total (8,0 %; IC 95 %: 3,0-12 %). K. pneumoniae fue la bacteria más frecuente con cuatro casos (33,3 % de los aislamientos productores), seguida de Serratia marcescens con dos casos (16,7%). Los seis casos restantes se distribuyeron entre A. baumannii, Citrobacter freundii, E. cloacae, K. oxytoca, P. aeruginosa y Enterobacter aerogenes, con un caso cada uno (Figura 4).

Figura 4

Distribución de aislamientos productores de carbapenemasas por especie bacteriana (n = 160) en pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril. Las barras azules representan aislamientos no productores y las rojas, productores de carbapenemasas. Los valores sobre cada barra corresponden al número absoluto de aislamientos. La prevalencia total de producción de carbapenemasas fue del 8,0 % (IC 95 %: 3,0-12 %).

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Fuente: Elaboración propia.

Al estratificar por diagnóstico oncológico, la prevalencia de BLEE fue del 16,9 % en pacientes con leucemia (n = 23), del 27,3 % en linfoma (n = 3) y del 0,0 % en tumores sólidos (Figura 5).

Figura 5

Distribución de aislamientos de bacterias productoras de BLEE según diagnóstico oncológico (n = 160). Las barras azules representan aislamientos no productores y las rojas, productores de BLEE. Los valores sobre cada barra corresponden al número absoluto de aislamientos. Leucemia: 16,9 % BLEE; linfoma: 27,3 % BLEE; tumor sólido: 0,0 % BLEE.

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Fuente: Elaboración propia.

Respecto a la producción de carbapenemasas, la prevalencia fue del 6,6 % en pacientes con leucemia (n = 9), del 18,2 % en linfoma (n = 2) y del 7,7 % en tumores sólidos (n = 1) (Figura 6).

Figura 6

Distribución de aislamientos de bacterias productoras de carbapenemasas según diagnóstico oncológico (n = 160). Las barras azules representan aislamientos no productores y las rojas, productores de carbapenemasas. Los valores sobre cada barra corresponden al número absoluto de aislamientos. Leucemia: 6,6 %; linfoma: 18,2 % carbapenemasas; tumor sólido: 7,7 %.

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4. Discusión

Los hallazgos del presente estudio revelan un perfil microbiológico dominado por bacterias Gram-negativas en pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril, con K. pneumoniae como el patógeno más frecuente (16,8 %), seguido de E. coli (16,3 %) y P. aeruginosa (7,6 %). Dentro de este grupo, K. pneumoniae y E. coli corresponden a enterobacterias, mientras que P. aeruginosa y A. baumannii son bacilos Gram-negativos no fermentadores. Tal distinción taxonómica es relevante para la selección del tratamiento empírico y el patrón concuerda con la tendencia documentada en la literatura contemporánea [5-7]. Islas-Muñoz [8], en una cohorte mexicana de pacientes oncológicos, reportó a E. coli como el patógeno más frecuente en bacteriemia, lo que representó el 42,3 % de los aislamientos. Por su parte, Babu [9], en India, identificó un patrón similar con predominio de E. coli, A. baumannii y K. pneumoniae. La convergencia de estos hallazgos sugiere una tendencia epidemiológica consistente hacia el predominio de bacterias Gram-negativas, tanto fermentadoras como no fermentadoras, en esta población.

En cuanto a los perfiles de resistencia, la prevalencia de bacterias productoras de BLEE fue del 16,0 % (IC 95 %: 10,0-22,0 %) y la de productoras de carbapenemasas del 8 % (IC 95 %: 3,0-12,0 %), calculadas sobre 160 aislamientos bacterianos, excluidos los 24 aislamientos fúngicos. Estos valores son relevantes desde el punto de vista clínico, particularmente considerando que las bacterias Gram-negativas productoras de BLEE y carbapenemasas, incluidos enterobacterias y bacilos no fermentadores, figuran en la categoría de prioridad crítica de la BPPL de la OMS 2024 [1,2]. La prevalencia de carbapenemasas identificada se encuentra en el extremo inferior del rango del 3 al 51 % reportado por Balleto [10] en diferentes regiones europeas, lo que podría reflejar diferencias en las políticas de uso de antibióticos y en los sistemas de vigilancia epidemiológica local. Sin embargo, incluso prevalencias bajas de resistencia a carbapenémicos tienen implicaciones clínicas significativas en poblaciones inmunocomprometidas, dado el limitado arsenal terapéutico disponible para su manejo [1,7].

La distribución de la resistencia según el diagnóstico oncológico mostró que los pacientes con leucemia concentraron la mayor frecuencia de infecciones por bacterias productoras de BLEE (16,9 %) y carbapenemasas (6,6 %), hallazgo consistente con la mayor intensidad quimioterápica y la profundidad de la neutropenia descrita en esta enfermedad [4]. Más del 90 % de los pacientes presentaron neutropenia severa, proporción superior a la reportada por Gavidia et al. [11] en Guatemala (72,77 %), diferencia que podría explicarse por las características de la población atendida en un centro de referencia nacional de tercer nivel.

En cuanto a la etiología de las infecciones, la literatura documenta una evolución histórica del perfil microbiológico: desde el predominio de Gram-positivos en los años sesenta-setenta hasta el desplazamiento hacia grampositivos desde mediados de los ochenta [5], y el posterior resurgimiento de Gram-negativos multirresistentes desde el año 2000, impulsado por la diseminación de genes de resistencia como BLEE y carbapenemasas [6,7]. El presente estudio refleja esta última fase, con un perfil predominantemente Gram-negativo y una presencia significativa de mecanismos de multirresistencia que deben ser considerados en la toma de decisiones terapéuticas.

Es importante señalar que, si bien estos hallazgos aportan información valiosa sobre la epidemiología local de la resistencia bacteriana en neutropenia febril pediátrica oncológica, la definición de protocolos de antibioticoterapia empírica requiere la integración de múltiples variables clínicas e institucionales, que incluyen el perfil local de sensibilidad antimicrobiana, la condición clínica del paciente, el tipo de neoplasia, la intensidad del tratamiento y los recursos disponibles. Por tanto, los resultados del presente estudio deben interpretarse como un insumo complementario para la revisión de guías institucionales y no como evidencia suficiente para modificar protocolos de manera independiente [2,5,7].

4.1 Limitaciones

El presente estudio presenta algunas limitaciones que deben considerarse al interpretar los resultados. En primer lugar, al tratarse de un estudio retrospectivo, la calidad de la información dependió de la exhaustividad de los registros electrónicos disponibles, lo que puede haber condicionado la exclusión de 43 registros por tener datos incompletos o por ausencia de diagnóstico oncológico. En segundo lugar, el diseño unicéntrico limita la generalización de los hallazgos a otros contextos institucionales o geográficos, dado que los patrones de resistencia antimicrobiana pueden variar significativamente entre hospitales y regiones. En tercer lugar, los subgrupos de linfoma y tumor sólido presentaron tamaños muestrales reducidos, lo que resultó en intervalos de confianza amplios para los estimados estratificados de estos grupos, lo que limitó la precisión de las comparaciones entre diagnósticos oncológicos. Finalmente, al tratarse de un estudio descriptivo transversal, no fue posible establecer relaciones de causalidad ni evaluar el impacto de la resistencia bacteriana sobre los desenlaces clínicos como mortalidad o duración de la hospitalización.

5. Conclusiones

El presente estudio identificó un predominio de bacterias Gram-negativas en hemocultivos de pacientes pediátricos oncológicos con neutropenia febril; las enterobacterias K. pneumoniae y E. coli fueron los patógenos más frecuentes, seguidos del bacilo no fermentador P. aeruginosa. La leucemia constituyó el diagnóstico oncológico predominante, y concentró además la mayor proporción de casos con neutropenia severa y con aislamientos de bacterias multirresistentes.

La presencia de bacterias productoras de BLEE y carbapenemasas ambas incluidas en la categoría de prioridad crítica según la BPPL de la OMS 2024 [1,2] subraya la relevancia clínica de estos hallazgos en una población especialmente vulnerable. La producción de BLEE fue el mecanismo de multirresistencia más frecuente, con una proporción superior a la de carbapenemasas.

Los resultados contribuyen a caracterizar el panorama microbiológico local de la resistencia bacteriana asociada a neutropenia febril en pacientes oncológicos pediátricos del Hospital Pediátrico Baca Ortiz, y podrían servir como insumo para la revisión y actualización de los protocolos de terapia antibiótica empírica institucional. Dado el diseño descriptivo y unicéntrico del estudio, estas conclusiones deben interpretarse con cautela y complementarse con investigaciones multicéntricas que permitan ampliar su alcance y aplicabilidad.

Cómo citar: Paredes-Barzola C. Prevalencia de bacterias multirresistentes asociadas a neutropenia febril en pacientes oncológicos pediátricos. Oncología (Ecuador). 2026;36(1): 22-32. https://doi.org/10.33821/827

6. Abreviaturas

Aeh: Arcanobacterium haemolyticum

Aug: Acinetobacter ursingii

Aba: Acinetobacter baumannii

Asb: Aeromonas veronii biovar sobria

Avv: Aeromonas veronii biovar veronii

Bcx:Burkholderia cepacia

Cru: Candida rugosa

Cal: Candida spp.

Cfr: Citrobacter freundii

Cgu: Candida guillermondii

Cpa: Candida parapsilosis

Ctr: Candida tropicalis

Ecl: Enterobacter cloacae

Eco: Escherichia coli

Efm: Enterococcus faecium

Efa:Enterococcus faecalis

Inf: Salmonella infantis

Kox: Klebsiella oxytoca

Kpn: Klebsiella pneumoniae

Kpl: Raoultella pneumoniae

Pae: Pseudomonas aeruginosa

Pma: Stenotrophomonas maltophilia

Rho: Rhodotorula sp.

Sal: Salmonella spp.

Sen: Salmonella enteritidis

Sma: Serratia marcescens

Sau: Staphylococcus aureus

Swa: Staphylococcus warneri

Sam:Salmonella Typhimurium

Sep:Staphylococcus epidermidis

Sin: Streptococcus intermedius

Eae: Enterobacter aerogenes

Koz: Klebsiella ozaenae

Pal: Providencia alcalifaciens

Pfl: Pseudomonas fluorescens

Mmo: Morganella morganii

BLEE: Betalactamasas de espectro extendido

MSP: Ministerio de Salud Pública

RAM: Resistencia antimicrobiana

RAN: Recuento absoluto de neutrófilos

SPSS: Statistical Package for the Social Sciences

7. Información administrativa

7.1 Contribuciones del autor:Cinthya Paredes-Barzola: conceptualización, metodología, validación investigación y redacción.

7.3 Financiamiento No se contó con apoyo financiero externo.

7.4 Aspectos éticos Con base el reglamento que rige a los Comités de Ética de Investigación en Seres Humanos publicado en el Registro Oficial del Ecuador, Acuerdo N.° 00005-2022 en agosto/2022, el presente estudio contó con la aprobación del Comité de Ética de Investigación en Seres Humanos (CEISH), carta de exención emitida por el presidente del CEISH del Hospital Pediátrico Baca Ortiz (CEISH-HPBO) código 021-CEISH-HPBO-PA.