O 2 H N 2. Deoxystreptamine

Transcriptie

1 Coördinaten van het Dr. R. VANF W.I.V. - Dpt Pasteur - Antibiotica Engelandstraat, 1180 Brussel Tel. : 0/7..1 Fax : 0/ Rvanhoof@iph.fgov.be Het referentielaboratorium verantwoordelijk voor de bestudering van de resistentie tegen aminoglycosiden bevindt zich op het WIV - Departement Pasteur in Brussel. Inleiding worden nog steeds veelvuldig gebruikt in het ziekenhuismilieu. Toxiciteit en de ontwikkeling van resistentie zijn de belangrijkste factoren die hun klinische bruikbaarheid beperken. De aminoglycosiden hebben een centrale aminocyclitolring waarop een of meerdere aminosuikers zijn gesubstitueerd. De aminoglycosiden danken hun naam aan de aanwezigheid van deze suikers in hun structuur. Spectinomycine, dat algemeen als een lid van deze klasse van antibiotica wordt beschouwd, heeft geen aminosuikers en is strictu sensu een aminocyclitol. De meest voorkomende diaminocyclitolring is het -desoxystreptamine (-DS). Streptidine (streptomycine), actinamine (spectinomycine) en fortamine (fortimicine) zijn andere aminocyclitolen die aanwezig kunnen zijn in klinisch gebruikte aminoglycosiden. R S 1 5 NH S 1 5 NH R Streptamin Deoxystreptamin De -DS is gesubstitueerd met een of meerdere aminosuikers. De substitutie gebeurt in positie en (,--DS) of en 5 (,5--DS) van de diaminocyclitolring. De koolstofatomen van de aminosuikers die in de -positie zijn gesubstitueerd krijgen een nummering van 1' tot ". De koolstofatomen van de aminosuikers in de 5- of -positie worden genummerd van 1" tot ". De koolstof atomen van de diaminocyclitolring zijn genummerd van 1 tot. De belangrijkste,5--ds componenten zijn neomycine en paromomycine. De klinisch meest gebruikte aminoglycosiden zijn,--ds moleculen zoals amikacine, gentamicine, isepamicine, kanamycine, netilmicine en tobramycine. -amino--deoxy-d-glucose -amino--deoxy-d-glucose NH 5 NH Deoxystreptamine Resistentie tegen aminoglycosiden kan te wijten zijn aan een (i) wijziging van de receptor door ribosomiale mutatie of door de aanwezigheid van methylasen, (ii) de aanwezigheid van aminoglycosiden modificerende enzymen (AME), (iii) een verminderde opname en aan (iv) een verhoogde efflux van aminoglycosiden. AME-resistentie is veruit het belangrijkste mechanisme omdat de genetische determinanten meestal plasmide- of transposongebonden zijn. Dit laatste verklaart de belangrijke disseminatie van deze genen bij zowel Gram-positieve als Gram-negatieve bacteriën. Een nieuw beschreven mechanisme betreft de plas- 1

2 midegebonden 1S rrna methylasen. Deze methylasen, arma, rmta, rmtb en rmtc, bewerkstelligen een methylering van het 1S rrna ter hoogte van G105. Het arma is aanwezig op het Tn158. Methylering van G105 resulteert in een hoge graad van resistentie tegen alle,--ds aminoglycosiden in Enterobacteriaceae en non-fermenters, terwijl de,5--ds componenten niet worden beïnvloed. bevatten in hun structuur amino- en hydroxylgroepen die enzymatisch geacetyleerd, gefosforyleerd en genucleotidyleerd kunnen worden. De enzymen die deze activiteit uitvoeren zijn dus aminoglycoside-n-acetyltransferasen (AAC), aminoglycoside--fosforyltransferasen (APH) en aminoglycoside--nucleotidyltransferasen (ANT). Deze drie groepen van enzymen worden nog verder ingedeeld in functie van de plaats van het C-atoom met de amino- of hydroxylgroep die gemodificeerd wordt door het enzym. De plaats van de modificatie wordt na de afkorting van het enzym tussen haakjes weergegeven door een cijfer. Verder kunnen de enzymen van een bepaalde groep nog worden onderscheiden op basis van het substraatprofiel. Deze ondertypen worden weergegeven door een Romeins cijfer na het enzymtype en de plaats van modificatie: APH(')-I, APH(')-II, APH(')-III, APH(')-VI, APH(')-V, APH(')-IV. ACETYLATIN NH NH PSPRYLATIN NUCLETIDYLATIN ACETYLATIN ACETYLATIN NUCLETIDYLATIN PSPRYLATIN Tenslotte kunnen bepaalde enzymen worden gecodeerd door verschillende genen en de specificatie van dit gen wordt in regel weergegeven door een kleine letter na het enzymtype, bijv. aac(')ia, aac(')ib, aac(')ic, aac(')if, aac(')ig, enz... Analysen verricht in het kader van het referentiecentrum In het jaar 008 werden in het totaal 0 stalen ter analyse naar het referentiecentrum gestuurd. Voor 1 stalen kon geen analyse worden uitgevoerd (geen groei van de opgestuurde cultuur). De verwerking van de onderstaande gegevens betreft daardoor 190 stammen. p basis van de postcode van de patiënt konden we nagaan dat 50% van de stammen afkomstig was van patiënten uit Limburg, 1,1% uit West-Vlaanderen, 15,8% uit Vlaams-Brabant, 11,0% uit ost Vlaanderen, 7,% uit Antwerpen,,% uit Henegouwen en 0,5% uit Brussel. Voor 1,% van de patiënten was de herkomst niet gekend (postcode niet meegedeeld). Zestig komma vijf percent (n = 115) van de stammen was geïsoleerd uit urine. Sputum en etter leverden respectievelijk 19,5% en 11,% van de stalen op terwijl 5,% afkomstig was uit hemoculturen. Voor 1,% van de stalen was de herkomst onbekend en 1,% van de stalen waren van diverse oorsprong.

3 Enterobacteriaceae vertegenwoordigden 8,% (n = 15) van de stammen terwijl 17,% (n = ) stammen als non-fermenters werden geklasseerd. Een stam was een Staphylococcus aureus (0,5%) (tabel 1). Tabel 1 : : overzicht van de micro-organismen (N, %; ) Kiemen N % N % Enterobacteriaceae 11, 15 8,1 Escherichia coli 7 1, ,1 Proteus mirabilis 19 10,9 8 1,7 Serretia spp. 5,9 1,1 Morganella morganii,, Enterobacter spp. 1,7, Enterobacter cloacae 1,7 1 0,5 Enterobacter aerogenes 1,1 7,7 Klebsiella pneumoniae 1,1,1 Klebsiella oxytoca 1,1 Providencia stuartii 1,1 1 0,5 Citrobacter freundii 1 0, 1,1 Non-fermenters 5, 17, Pseudomonas aeruginosa 5 5,7 1, Stenotrophomonas maltophilia 7,0 1, Acinetobacter baumannii 1,7 1 0,5 Alcaligenes xylosoxidans 1,7 Pseudomonas spp. 1,7,1 Delftia acidovorans 1 0, Burholderia cepacia 1 0,5 Gram positieve 1 0,5 Staphylococcus aureus 1 0,5 Totaal ,0 Door middel van een microdilutietest werd de gevoeligheid van de 190 stammen bepaald tegenover een reeks aminoglycosiden, nl. Amikacine (A), Gentamicine (G), Kanamycine (K) Netilmicine (N) en Tobramycine (T). p basis van deze gevoeligheidsbepaling, uitgevoerd volgens de CLSI criteria, werden de fenotypische resistentieprofielen vastgelegd. De verschillende profielen zijn weergegeven in tabel. Vier stammen (,1%) die ons werden toegestuurd bleken gevoelig te zijn voor de geteste aminoglycosiden. In totaal was voor 18 stammen het fenotypische resistentieprofiel beschikbaar.van deze stammen bleken er 1 (87,1%) resistent te zijn tegen Gentamicine, 1 (77,%) tegen Tobramycine, 1 tegen Kanamycine (71,0%), 8 (,%) tegen Netilmicine en 9 (15,%) tegen Amikacine. Het meest frequent voorkomende resistentieprofiel binnen de groep van de resistente stammen was GKT (7 stammen; 19,9%) gevolgd door GKNT (5 stammen, 18,8%), GT ( stammen; 1,9%) en AGKNT (1 stammen; 11,%). Geïsoleerde resistentie werd gevonden voor Gentamicine, Kanamycine en Tobramycine (respectievelijk 9,1%,,7% en 1,%). Resistentie tegen of meer aminoglycosiden werd gevonden in,% van de resistente stammen. Bij de non-fermenters wars het merendeel van de stammen (81,8%) resistent tegen of meer aminoglycosiden. Bij de Enterobacteriaceae was 59,9% resistent tegen of meer aminoglyciosiden. amino_t

4 Tabel : : aanwezigheid van aminoglycoside-resistentiefenotypen 1 in de verschillende kiemen (N; ) AGRP Enterobacteriaceae Niet-fermenters Gram positieve Totaal AGKNT AGKT 1 1 AKNT GKNT AGK 1 1 AGT 1 1 AKT 1 1 GKN 1 1 GKT GNT 7 7 KNT GK GN GT 0 0 KN 1 1 KT NT 1 1 G K 1 5 T Gevoelig (S) 7 7 Totaal A = Amikacine; G = Gentamicine; K = Kanamycine ;N = Netilmicine; T = Tobramycine amino_t 1 Aminoglycoside-resistentieprofiel De verschillende resistentiemechanismen (= aanwezigheid van een resistentiegen of een combinatie van resistentiegenen) die werden gevonden in de diverse kiemen zijn weergegeven in tabel. In totaal werd er in 17 stammen een potentieel resistentiemechanisme gedetecteerd. In deze 17 stammen werden verschillende resistentiemechanismen gedetecteerd. In totaal werden er 9 individuele resistentiedeterminanten gevonden. In het merendeel van de stammen (150/17; 85,%) vonden we alleen de aanwezigheid van een modificerend enzym (AME-genen). In 1 stammen (7,%) vonden we alleen permeabiliteitresistentie (effluxpomp MexZHG + fenotypische permeabiliteitresistentie), terwijl in 1 andere stammen (7,%) de permeabiliteitresistentie of MexZHG geassocieerd was met een AME-gen. Het meest gedetecteerde mechanisme was het geïsoleerde aac()-iic mechanisme (0/17;,7%) gevolgd door het aac()-iic + aph( )-Ia (/17; 1,5%). Permeabiliteitresistentie al dan niet door MexZGH, met of zonder de aanwezigheid van een AME gen werd gedetecteerd in van de 17 stammen (1,8%). Dit mechanisme werd voor 9,% gevonden bij de niet-fermenters. Het MexZGH (efflux) gen al dan niet in aanwezigheid van een AME gen, werd gedetecteerd in 19 stammen (10,8%). Een combinatie van resistentiegenen werd gevonden in 95 stammen (5,0%) waarvan 7 stammen (,%) met een combinatie van twee genen, 17 stammen (9,7%) met een combinatie van genen en stammen (1,1%) met een combinatie van genen. Het aac()-iic gen (1,%) is de meest frequent voorkomende individuele resistentiedeterminant gevolgd door aph( )-Ia, aac( )-Ib en ant()-ia (respectievelijk 18,%, 1,0% en 9,%). Het aac()-iic gen kwam alleen voor bij Enterobacteriaceae. Het aac( )-Ib gen werd vooral gevonden in de Enterobacteriaceae (80,5%).

5 Tabel : : aanwezigheid van aminoglycoside-resistentiemechanismen (N, %; ) Resistentiemechanismen Enterobacteriaceae Niet-fermenters Gram positieve Totaal N N N N N N N % N % aac(')-ia 1,1 1,1 aac()-ia 1 1 0, aac()-iic ,9 0 1,1 aac()-iva , 1 0,5 aac()-via , 1 0,5 aac(')-ib ,0 8, aac(')-ic, 1,1 aac(')-iia , 1 0,5 aac(')-in 1 1 0,5 ant(")-ia 8 1,7 11 5,8 aph(")-ia 1 1 0,5 aac()-ia+aph(')-i 1 1 0, aac()-iic+aac(')-iva 1 1 0,5 aac()-iic+aac(')-ia 1 1 0, aac()-iic+aac(')-ib ,7 1,8 aac()-iic+aac(')-if 1, aac()-iic+aac(')-in 5, 5, aac()-iic+aph(')-i 1 1 8,0 aac()-iic+aph(')-ia 11, aac()-iva+aph(')-i 1,1 aac()-iva+aph(')-ia 7 7,7 aac()-via+aph(')-i 1 1 0, aac(')-ia+aac(')-ib 1 1 0,5 aac(')-ib+aac(')-iia , 1 0,5 aac(')-ib+ant(")-ia 1 5,9 1, aac(')-ib+aph(')-i 1 1 0, aac(')-ib+aph(')-ia 1 5, aac(')-ib+mexzhg , 1 0,5 aac(')-iia+mexzhg 1,1 1,1 aac(')-il+mexzhg 1 1 0, aac(')-in+ant('')-ia 1 1 0,5 ant(")-ia+aph(')-i, ant(")-ia+aph(')-ia 7 7,7 ant(")-ia+mexzhg 1,1 1, aph(")-ia+permeabiliteit 1 1 0,5 aac()-ia+aac(')-ia+aac(')-ib 1 1 0,5 aac()-ia+aac(')-ia+aph(')-ia 1 1 0,5 aac()-ia+aac(')-ib+aac(')-i l 1 1 0,5 aac()-iic+aac()-iva+aph(')-i 1,1 aac()-iic+aac(')-i l+aph(')-ia 1 1 0,5 aac()-iic+aac(')-ib+aac(')-i l 1 1 0,5 aac()-iic+aac(')-ib+aph(')-i 1 1 0, aac()-iic+aac(')-ib+aph(')-ia 1,1 aac()-iic+aac(')-in+aph(')-i 1,7 aac()-iic+aac(')-in+aph(')-ia 1,1 aac()-iic+ant(")-ia+aph(')-i 1 1 0, aac()-iic+aph(")-ia+aph(')-ii 1 1 0,5 aac()-iva+aac()-ia+aph(')-ia 1,1 aac(')-ib+aac(')-iia+mexzhg , 1 0,5 aac(')-ib+ant('')-ia+aph(')-ia 1 1 0,5 aac(')-iia+aac(')-i l+mexzhg 1 1 0,5 aac(')-iia+ant(")-ia+mexzhg, 1,1 aac(')-in+ant(")-ia+aph(')-i 1 1 0, aac(')-ib+aac(')-iia+aac(')-il+mexzhg 1 1 0, 1,1 aac(')-ib+aac(')-iia+aph(')-vi+mexzhg 1,7 MexZHG 1 1 7,, Permeabiliteit , 7,7 Negatief: S-stammen 1 1,7 1, Negatief: R-stammen ,9 11 5,8 Totaal , ,0 1 S = Gevoelige isolaten; R = Resistente isolaten amino_t 5

6 Tabellen en 5 verstrekken informatie over de relatie tussen de verschillende resistentiemechanismen en de fenotypische expressie van de resistentie. Uit deze tabellen blijkt dat de aanwezigheid van een resistentiemechanisme niet altijd aanleiding geeft tot een fenotypische expressie van de resistentie. In 10 resistente stammen van Enterobacteriaceae en 1 Staphylococcus aureus (niet opgenomen in de tabel) werd geen gen gedetecteerd. Tabel toont aan dat bepaalde aminoglycosiden niet altijd een goed substraat vormen voor bepaalde enzymen. Gentamicine is een goed substraat voor de aac() resistentiemechanismen terwijl kanamycine, tobramycine en netilmicine dit zijn voor aac( )-I mechanismen. De aanwezigheid van een aac( )-I geeft niet altijd aanleiding tot resistentie tegen amikacine. In geval van permeabiliteitresistentie zijn de MIC waarden voor alle componenten verhoogd. Tabel : : relatie tussen Resistentiemechanisme en fenotype bij Enterobacteriaceae (N; 008) Resistantiefenotypen Resistentiemechanisme AGKNT AGKT AKNT GKNT GKN GKT GNT KNT GK GN GT KN KT G K T S Totaal aac(')-ia aac()-iic aac()-iva aac()-via aac(')-ib aac(')-ic aac(')-in ant(")-ia aph(')-ia aac()-iic+aac()-iva aac()-iic+aac(')-ib aac()-iic+aac(')-if aac()-iic+aac(')-in aac()-iic+aph(')-ia aac()-iva+aph(')-ia aac(')-ia+aac(')-ib aac(')-ib+ant(")-ia aac(')-ib+aph(')-ia aac(')-in+ant(")-ia ant(")-ia+aph(')-ia aph(')-ia+perméabilité aac()-ia+aac(')-ib+aac(')-i l aac()-ia+aac(')-ia+aph(')-ia aac()-iic+aac(')-ib+aac(')- I l aac()-iic+aac(')-ib+aph(')-ia aac()-iic+aac(')-i l+aph(')-ia aac()-iic+aac(')-in+aph(')-ia aac()-iic+aph(')-ia+aph(')-ii aac()-iva+aac(')-ia+aph(')-ia aac(')-ib+ant(")-ia+aph(')-i Negatief: S-stammen Negatief: R-stammen Totaal S = Gevoelige isolaten; R = Resistente isolaten amino_t5

7 Tabel 5 : : relatie tussen Resistentiemechanisme en fenotype bij Non-Fermenters (N; 008) Resistantiefenotypen Resistentiemechanismen AGKNT AGKT GKNT GKT GK K Totaal aac(')-ib aac(')-iia ant(")-ia aac(')-ib+aac(')-iia aac(')-ib+aph(')-ia aac(')-ib+mexzhg aac(')-iia+mexzhg ant(")-ia+mexzhg aac()-ia+aac(')-ia+aac(')-ib aac(')-ib+aac(')-iia+mexzhg aac(')-iia+aac(')-i l+mexzhg aac(')-iia+ant(")-ia+mexzhg aac(')-ib+aac(')-iia+aac(')-il+mexzhg MexZHG Permeabiliteit Totaal amino_t Tabel : : gemiddelde MIC-waarden in functie van het resistentiemechanisme (008) AK GM KM NT TM aac(),5 90, 1,9,9 9,8 aac()+aph(')-i, 1,1 97,1 11, 8, aac()+aac(')-i,9 59,0 5, 7,5 1, aac(')-i 1,8 5, 15,0 7,9, ant(''), 8,5 90,5 1,5 1, Permeabiliteit 9,0 5,9 17,1 8,8 0,9 Permeabiliteit+AME 1,9 7,5 17, 18,8 0, AK = Amikacine; GM = Gentamicine; KM = Kanamycine; NT = Netilmicine; TM = Tobramycine amino_t7 7