ERA’S JOURNAL OF MEDICAL RESEARCHVOL.2 NO.1
Original Article


SPECTRUM OF MICROORGANISMS ISOLATED FROM BLOOD CULTURE 
                    AND THEIR RESISTANCE PATTERN


                                 Mohammad Gulrez

                                     Vinita Khare 

                             Department of Microbiology, 

    Era's Lucknow Medical College and Hospital, Lucknow, Uttar Pradesh India– 226003.

                                   Krati R Varshney 

           Mithraj Multispeciality Hospital & Reseach Centre, Aligarh , UP , India. 







ABSTRACT
The aim of the present study was to determine the spectrum of 
                                                                Address for correspondence 
microorganisms isolated from blood culture and their resistance 
pattern.This study was carried out between January 2014 and December 
                                                                Dr. Krati R Varshney
2014 in the Department of Microbiology , Era's Lucknow Medical college 
                                                            Microbiologist, Mithraj Multispeciality 
& Hospital, Lucknow . A total of 2278 blood culture samples of patients 
with suspected sepsis were included in the study. BHI broth and BACTEC 
                                                                Hospital & Reseach Centre, 
aerobic & anaerobic culture bottles were used for taking cultures.All 
                                                                  Aligarh , UP India. 
bottles were subcultured onto Blood and  MacConkey's agar. In case of 
                                                          E.mail: krativarshney2001@yahoo.co.in 
any growth , it was identified and antibiotic susceptibility test was done 
                                                          Phone no– 07500242995 , 09044195799
according to standard procedures.Cultures were positive in 278 samples 
(12.2%). Spectrum revealed that Coagulase Negative Staphylococci 
accounted for 34.89%,Staphylococcus aureus17.98% and  Klebsiella 
spp9.35% . Staphylococcus strains showed Methicillin resistance in 10% 
of isolates. Extended spectrum beta lactamases constituted 26.92% each 
for Klebsiella and Escherichia coli strains and 40% of Citrobacter strains isolated .Vancomycin resistant 
Enterococcus strains accounted for 10% of  strains isolated .A large proportion of patients presenting with sepsis at a 
tertiary care hospital, are already treated with antibiotics elsewhere. This leads to a low positive yield in blood 
culture.The present study  highlights the increasing resistance in microorganisms causing sepsis Their early detection 
and  resistance pattern will definitely help in modifying the treatments. Thus early blood culture report increases 
therapeutic compliance.

Key words: Septicaemia , Resistance, Antibiotic susceptibility, Blood culture

INTRODUCTION
 
                                            from 20–50% (2).Since early 1950s, there is striking 
Bacteraemia, is the presence of bacteria in the blood. An 
                                              increase in incidence of bacteraemia caused by 
episode of the presence of bacterial colonization in the 
                                              members of enterobacteriaceae and other gram 
blood circulation is usually not a life threatening 
                                              negative bacteria .Escherichia coli which was reported 
condition. This is because several physiological 
                                            to be common in the past is being replaced by other 
conditions give rise to transient bacteraemia without any 
            EJMR
                                              multidrug resistant(MDR)  bacteria like Klebsiella, 
obvious clinical sequelae. Septicaemia on the other hand 
                                              Enterobacter, Salmonella, Citrobacter, Pseudomonas, 
is obviously a medical emergency (1). Microorganisms 
                                              Acinetobacter etc(2).Increasing antimicrobial 
present in circulating blood whether continuously or 
                                              resistance is a worldwide concern. Individuals with 
intermittently are a threat to every organ in the body. 
                                              bacteraemia may develop septicaemia, a life  
Approximately 200,000 cases of bacteraemia and 
 
                                              threatening condition in which multiplying bacteria 
fungemia occur annually with mortality rates ranging


                                          7                          ERA’S JOURNAL OF MEDICAL RESEARCHJan.–June.2015VOL.2 NO.1


                                              rapid tests like catalase, coagulase, oxidase and other 
release toxins into the bloodstream and trigger the release 
                                              requisite biochemical tests (7). Specimens yielding 
of cytokines, causing fever, chills, malaise and lethargy 
                                              yeast were identified through colony morphology 
with difficulty in breathing especially in children.This 
                                              followed by speciation with Candida chromagar 
makes septicaemia arising from various causes; a disease 
                                              (Oxoid, UK) and Kirby–Bauer technique was used for 
of serious clinical importance, and the diagnosis of other 
                                              antimicrobial susceptibility according to the guidelines 
non–septicaemic bacterial ailments by recovering such 
                                            of Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI 
bacteria from blood make blood cultures very useful 
                                              2012) and zones of inhibition were interpreted 
tools for diagnosing several bacterial infections (1). The 
                                              accordingly. Control strains were used as per 
prevalence of resistance of blood borne isolates is 
                                              requirement: ATCC 25923 Staphylococcus aureus, 
increasing and it also varies in accordance with 
                                              ATCC 27853 Pseudomonas aeruginosa, ATCC 25922 
geographical and regional location. The infection caused 
                                              Escherichia coli, ATCC 19606 Acinetobacter 
by MDR organisms is more likely to prolong the hospital 
                                              baumannii, ATCC 10231 Candida albicans (8). 
stay, increase the risk of death, and require treatment with 
more expensive antibiotics. In almost all cases, 
                                              RESULTS
antimicrobial therapy is initiated empirically before the 
                                              During the one year period a total of 2278 blood 
results of blood culture are available (3). Differences in 
                                              cultures processed and cultures were positive in 278 
bacterial spectrum of different centres demonstrate the 
                                              samples (12.2%). Out of 278 patients who tested 
importance of knowing the etiological pathogens of each 
                                              positive for blood culture, 70 belonged to paediatric age 
centre for better management. Additionally, with the 
                                              group and 208 to adult age group ;168 were males and 
growing incidence of antimicrobial resistance, 
                                              110 were females [Table 3].
knowledge about the pattern and antibiotic sensitivity of 
causative microorganisms of each region and centre is 
                                              Microbiological spectrum  revealed that Coagulase 
vital. It should be mentioned that the type and severity of 
                                              negative Staphylococci accounted for 34.89%, 
immunosuppression has a great effect on the 
                                              Staphylococcus aureus 17.98% and Klebsiella spp 
interpretation of the results of laboratory diagnostic tests 
                                                9.35%.Staphylococcus strains showed Methcillin 
(4). The present study was carried out to determine the 
                                              resistance in 10% of isolates. Extended spectrum beta 
pattern of microbiological agents responsible for 
                                              lactamases constituted 26.92% each for Klebsiella and 
bacteraemia in a tertiary care hospital, Lucknow and to 
                                              Escherichia coli strains and 40% of Citrobacter strains 
get an updated knowledge about their antibiotic 
                                              isolated.[Table 1]Vancomycin resistant Enterococcus 
susceptibility pattern.This may help clinicians in 
                                              strains accounted for 10% of strains isolated (7.19%). 
selecting the appropriate antibiotics for empirical 
                                              [Table 2] 
therapy until the results of culture / sensitivity are known.

                                              DISCUSSION
MATERIALS  AND  METHODS
                                              Microbiological profile and the antimicrobial 
This study was carried out in the Department of 
                                              susceptibility are constantly evolving. Study of 
Microbiology, at Era's Lucknow Medical college & 
                                              bacteriological profile with antibiotic susceptibility 
Hospital, Lucknow. Permission from Institutional 
                                              pattern plays an important role in effective 
Ethical Committee & Institutional Review Board was 
                                              management of bacteraemia cases. Many studies have 
taken. A total of 2278 blood culture samples of patients 
                                              been undertaken to determine the organisms 
with suspected sepsis(5) admitted in different wards and 
                                              responsible for blood stream infections all over the 
intensive care units  were included in the study. Blood 
                                              world. Results have varied in different centres and 
samples were collected aseptically from each patient 
                                              different parts of the world. Among 2278 blood cultures 
before the start of antimicrobial therapy; in adults 8ml 
                                              processed, cultures were positive in 278 samples 
and in children 3ml blood was added to each of brain 
                                              (12.2%) which is quite similar to Gohel et al.(3) ,Mehta 
heart infusion (BHI) broth (Oxoid, UK) and automated 
 
                                            et al. (8)and China et al.(9).
BACTEC 9050 (BD Diagnostics) culture bottles (6).
Manual and automated BACTEC 9050 blood culture 
                                            The variability in prevalence rate is dependent on the 
systems were used for blood culture. For the manual 
                                              regional location, season, infrastructural facilities and 
method, BHI bottles were incubated at 37°C after 
            EJMR
                                              most importantly on inclusion criteria. In present study, 
shaking and subcultured as per standard protocol on 
                                            the inclusion criteria was much relaxed, thereby the 
blood and MacConkey agar . Gram staining was 
                                              number of suspects were higher and positivity rates 
performed on smears from the broth of positive culture 
                                              were relatively lower. The studies using similar criteria 
bottles. Growth indicated by the automated system was 
                                              have observed similar prevalence rates as mentioned 
sub–cultured on blood and MacConkey agar followed by 
                                              above.Out of 278 patients who tested positive for blood 
colony morphology, Gram staining, motility testing, 


                                          8    SPECTRUM OF MICROORGANISMS ISOLATED FROM BLOOD CULTURE  AND THEIR RESISTANCE PATTERN


culture, 70 belonged to paediatric age group and 208 to 
                                              Table 1
adult age group ;168 were males and 110 were females 
                                                S.NO SPECTRUM
which coorelated with the study of  Vanitha et al (2) 
.62.58% Gram positive  bacteria and 30.93% Gram 
                                              1. CONS   97  (34.89%)
negative bacteria were isolated in present study which 
                                              2. Staphylococcus aureus 50  (17.98%)
was similar to that reported by Prakash et al.(10)
                                              3. Klebsiella species  26  (9.35%)
In the present study Candida spps accounted for 6.47% 
                                              4. Enterococcus  species  20  (7.19%)
which was in agreement with the observations made by 
                                              5. Pseudomonas species  19  (6.83%)
Nayak et al.(11)Among different gram positive isolates 
CONS,Staphylococcus aureus and among gram negative 
                                              6. Escherichia coli  18  (6.47%)
organisms belonging to Enterobacteriaceae family are 
                                              7. Candida species 18  (6.47%)
the leading causes of septicaemia which have also been 
                                              8. Acinetobacter species  12 (4.32%)
reported by Karlowsky et al.(12) MRSA & MR–CONS 
accounted to about 10% and 9.28%respectively .This 
                                              9. Streptococcus species 7 (2.52%)
coorelated with the study of Roy et al. (13)
                                                10. Citrobacter species  5  (1.8%)

In present study ESBL in Enterobacteriaceae was 
                                                11. Salmonella Typhi 4 (1.44%)
26.92% which was similar to that reported by Nayak et 
                                                12. Proteus species 2 (0.72%)
 
al.(11)Carbapenem Resistant Pseudomonas species 
(5.26%), Carbapenem Resistant Acinetobacter species 
(16.66%) and Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae 
                                              Table  2
(5.45%) were also isolated  in our study  which was 
similar to that obtained by Litzow et al.(13) In our study, 
10%Vancomycin resistant Enterococci (VRE) were 
                                                S.NO RESISTANCE  PATTERN
isolated which was higher as compared to Vanitha et al. 
                                              1. Methicillin Resistant  CONS (MR– CONS) 
(2) The present study provided much needed information 
                                               9.28%
on the prevalence of bacterial pathogens in blood stream 
infections and their resistance patterns. This study 
                                              2. Methicillin Resistant Staphylococcus 
identified both gram positive and gram negative bacteria 
                                               Aureus (MRSA) 10 %
which were responsible for blood stream infections and 
                                              3. Extended spectrum β–lactamase(ESBL) 
most of them were multi drug resistant. The main forces 
                                               in Enterobacteriaceae  26.92%
driving the increase in antimicrobial resistant bacteria are 
poor infection control practices and inappropriate use of 
                                              4. Vancomycin resistant Enterococci (VRE) 
antibiotics. Specific antibiotic utilization strategies like 
                                               10%
antibiotic restriction, combination therapy and antibiotic 
                                              5. Carbapenem Resistant Pseudomonas 
recycling may help to decrease or prevent the emergence 
of resistance and antibiotic usage according to the 
 species 5.26%
standard antimicrobial susceptibility testing. Their early 
                                              6. Carbapenem Resistant Acinetobacter 
detection and  resistance pattern will definitely help in 
 species 16.66%
modifying the treatment. Thus early blood culture report 
increases therapeutic compliance.
                                              7. Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae 

                                               5.45%
ACKNOWLEDGEMENT
We thank all the participating microbiology laboratory 
personnel for their excellent assistance in performing the 
diagnostic tests. We also thank the clinicians of various 
                                              Table  3
departments in Era's Lucknow Medical college & 
                                                     TOTAL MALES FEMALES
Hospital. We express our deep gratitude to the 
            EJMR
                                                      (278)  (168)    (110)
participating study subjects giving permission to publish 
the article. The authors declare that they have no 
                                                Paediatricage group    43      27
competing interests and no financial support was 
                                                      (70)
provided.
                                                    Adults   125     83

                                                     (208)


                                          9                          ERA’S JOURNAL OF MEDICAL RESEARCHJan.–June.2015VOL.2 NO.1













Fig.1(a)– Strain of Staphylococcus aureus showing 
                                            Fig.5– Antibiotic susceptibility of Candida spps on 
resistance to oxacillin & cefoxitin
                                            Mueller Hinton agar supplemented with dextrose & 
                                            methylene blue

                                            CONFLICT OF INTEREST
                                          The authors declare that they have no competing interests.

                                            REFERENCES

                                          1. Qureshi, M, Aziz F., Prevalence Of Microbial Isolates 
                                                  In Blood Culturesand Their Antimicrobial 
                                                    Susceptibility Profiles,  Biomedica, 2011:27 (Jul. 
                                                  Dec), 136– 139

                                          2. N VanithaRani, KGopal,  MVenkata Narendra, 
Fig.2– Lactose fermenting colonies of E.coli on 
                                                    DVishwakanth, V R D Nagesh, MYogitha, MVenkata 
MacConkey agar
                                                  Sunil, Palani T ., A Retrospective Study On Blood 
                                                  Stream Infections And Antibiotic Susceptibility 
                                                  Patterns In A Tertiary Care Teaching Hospital.  Int J 
                                                  Pharm Pharm Sci.,  2012:4(1),  543–8

                                          3. Gohel K, Jojera A, Soni S, Gang S, Sabnis R, Desai M,  
                                                    Bacteriological Profile And Drug Resistance Patterns 
                                                  Of Blood Culture Isolates In A Tertiary Care 
                                                    Nephrourology Teaching Institute., BioMed Research 
                                                    International.2014:1– 5

                                          4. MeidaniM, Bagheri A, Khorvash F.,Jundishapur, A,  A 
                                                    Population–Based Study of Bacterial Spectrum in 
                                                  Febrile Neutropenic Patients. J Microbiol.2013:6 2, 
                                                  150–6 
Fig.3– Golden yellow pigmented colonies of 
Staphylococcus aureus on nutrient agar
                                          5.  Tripathi S , Malik GK .,  Neonatal Sepsis: past, present 
                                                  and future; a review article. Internet Journal of Medical 
                                                  Update .2010:5(2), 45–54

 
                                            6.Collee, JC, Fraser AG, Marimion BP, Simmons A.  ; 20 
                                                  :121–4, Laboratory strategy in the diagnosis of 
                                                                      th
                                                  infective syndromes. 14ed . Practical  medical  
            EJMR
                                                  microbiology  Mackie  ,Cartney MC .2006.

                                          7. Mehta M, Dutta P, Gupta V.,, Antimicrobial 

                                                    susceptibilitypattern of blood isolates from a teaching 
                                                  hospital in North India. Japanese Journal of Infectious 
                                                    Diseases. 2005:58(3), 174–6
Fig.4– Candida spps on Hi chrome agar


                                          10    SPECTRUM OF MICROORGANISMS ISOLATED FROM BLOOD CULTURE  AND THEIR RESISTANCE PATTERN


                                            11.  Karlowsky JA, Jones ME, Draghi DC, Thornsberry 
8. China D ,Gupta V.,Bacteriological profile and 
                                             C,  Sahm DF, Volturo GA.,Prevalence and 
antimicrobial susceptibility pattern of blood isolates 
                                                    antimicrobial susceptibilities of bacteria isolated 
from a tertiary care hospital in North India. 
                                                    from blood cultures of hospitalized patients in the 
International Journal of Pharmaceutical Research and 
                                                    United States in 2002. Annals of Clinical 
Bioscience.2013:2 (2),  24–35
                                                    Microbiology and Antimicrobials. 2004:3, 1–8

9.  Om Prakash KP, Arora V, Geethanjali PP.,  
                                            12.  Roy I, Jain A,Kumar M, Agrawal SK.,   
Bloodstream Bacterial Pathogens and their Antibiotic 
                                                    Bacteriology of Neonatal Septicaemia in a tertiary 
Resistance Pattern in Dhahira Region,  Oman 
                                                    care centre of Northern India. Indian Journal of 
Medical Journal, 2011:26(4); 240–7
                                                    Medical Microbiology,2002: 20 (3), 156–9

10.  Nayak S, Rai K, Kumar VK, Sanjeev H, PaiAsha KB, 
                                            13.  Litzow JM, Gill CJ, Mantaring JBV.,High 
Ganesh HR.,Distribution of microorganisms in 
                                                    Frequency of Multidrug–Resistant Gram Negative 
neonatal sepsisand antimicrobial susceptibility 
                                                    Rods in 2 Neonatal Intensive Care Units in the 
patterns in a tertiary care hospital. Archives of 
                                                    Philippines. Infection Control and Hospital 
Medicine and Health Sciences. 2014:2 (2), 136–9
                                                    Epidemiology. 2009:30(6), 543–9.





























            EJMR







                                        11