Carbapenemases Maurine A. Leverstein-van Hall Medische Microbiologie, University Medical Centre Utrecht Centrum voor Infectieziekten en Epidemiologie, RIVM
Bacterie indeling: onderscheid naar celwand D.m.v. Gram-kleuring kan zichtbaar worden gemaakt of deze laag dik of dun is Dik : Gram- positief : S. aureus, streptococcen Dun: Gram -negatief : E. coli, K. pneumoniae (GNB)
Wat is antibiotica resistentie? Wikipedia dat een bacterie bestand wordt tegen een bepaald antibioticum European Commission on Antimicrobial Susecptibility Testing (EUCAST) 2008: 1. Microbiological resistance (non-wild type): presence of an acquired or mutational resistance mechanism to the drug in question. 2. Clinical resistance: level of antimicrobial resistance with a high likelihood of therapeutic failure *
Genetische basis van resistentie Spontane mutaties in endogenous genen Veranderde expressie van resistentie genen Acquisitie van exogenous genen
Spontane mutaties in endogenous genen
Genetic basis van resistentie Spontane mutaties in endogenous genen Veranderde expressie van resistentie genen Reversibele inductie/repressie systemen leiden tot wijziging in resistentie phenotypes Acquisitie van exogenous genen
Acquisitie van exogenous genen
3 mechanismen van overdracht of uitwisseling van DNA
beta-lactams sulfa tetra aminoglycosides trim quinolone zware metalen
Resistentie mechanismen voor beta-lactam AB in GNB
Beta-lactamases Enzymen die beta-lactam ring van betalactam antibiotica openbreken
Antibiotica beschikbaar voor GNB Amikacin Amox/clav Ampicillin Aztreonam Cefazolin Cefpodoxime Cefotaxime Cetotetan Cefoxitin Ceftazidime Ceftriaxone Cefepime Ciprofloxacin Ertapenem Gentamicin Imipenem Meropenem Pipercillin/Taz Tobramycin Trimeth/Sulfa Chloramphenicol Colistin Tigecycline
Antibiotica beschikbaar voor GNB die ESBL op R-plasmide hebben Amikacin 5% Amox/clav Ciproflox 30% Ampicillin Ertapenem Aztreonam Gentamicin 40% Cefazolin Cefpodoxime Cefotaxime Imipenem Meropenem Pipercillin/Taz Cetotetan Tobramycin 40% Cefoxitin Trimeth/Sulfa 60% Ceftazidime Ceftriaxone Cefepime Chloramphenicol Colistin Tigecycline
Mechanismen van carbapenem resistentie carbapenemases of porine mutatie icm ESBLs of toegenomen efflux serine carbapenemase A (bv KPC) metallo-ßlactamase B (NDM) OXA- ß- lactamase D (OXA-48)
Carbapenemases Enzymen die beta-lactam ring van alle beta-lactam antibiotica openbreken penicillines cephalosporins Carbapenems
Carbapenemase genen zitten op mobiele elementen met resistentie genen tegen andere AB klassen
Gebruikelijke antibiogram Antimicrobial Interpretation Antimicrobial Interpretation Amikacin I Chloramphenicol R Amox/clav R Ciprofloxacin R Ampicillin R Ertapenem R Aztreonam R Gentamicin R Cefazolin R Imipenem R Cefpodoxime R Meropenem R Cefotaxime R Pipercillin/Taz R Cetotetan R Tobramycin R Cefoxitin R Trimeth/Sulfa R Ceftazidime R Ceftriaxone R Colistin MIC >4mg/ml Cefepime R Tigecycline S
Klinische consequenties Inadequate empirische therapie zeer beperkte behandelings opties (tigecycline, colistine) Hoge mortaliteit (crude mortality 25 60%) data over mortaliteit beperkt tot VIM-1 en KPC
KPC pos KPN zijn geassocieerd met epidemieen (USA, Israel) USA : KPC - KPN Geographical Distribution of KPC-Producers Frequent Occurrence Sporadic Isolate(s)
VIM pos KPN zijn geassocieerd met epidemieen (Griekenland, Italie, Turkije) 33% 2008 bloedkweken
NDM inmiddels endemisch in India
Nederland 2010 31/3/2011 N pts Hosp Acq Griekenland 3 (+2) 3 Genes KPC-2, VIM-1 Turkije 3 3 KPC-3, OXA-48, VIM-5 Israel 1 1 KPC-3 India 2 2 OXA-48, NDM-1? 3? OXA-48 14
OXA-48 uitbraak in Maasstad ZH mei 2011 >30 patienten vanaf october 2010 momenteel 6 patienten in stricte isolatie Ism medewerkers Cib-RIVM 6 vragen beantwoord: welke maatregelen moeten worden genomen om verdere verspreiding te voorkomen? hoeveel pt zijn betrokken? welke pt zijn ontslagen naar welke zorginstellingen? wat is de clinical manifestation index? wat is de excess mortality door infecties met OXA-48 wat is de optimale wijze van screening op OXA-48 dragerschap
Detectie van carbapenemase lastig Screening breakpoint 0.5 Clinical S breakpoint 2 MIC van carbapenemase+ isolaten
Detectie afh methode Meropenem Imipenem Ertapenem MBD Etest Phoenix Vitek MBD Etest Vitek MBD Etest ND-1 >32 >32 2 4 2 >32 8 1 >32 ND-2 >32 >32 >8 nd 8 >32 nd >8 >32 Kreta >32 >32 8 16 8 >32 8 >8 >32 Gron >32 >32 >8 nd >8 >32 nd >8 >32 CLSI 4 = S EUC 2 = S CLSI 2 = S EUC 0.5 = S
Reden beperkte gevoeligheid: heteroresistentie VITEK: 4 VITEK: 4 Phoenix: 2 meropenem imipenem ertapenem
Surveillance of carbapenemases producerende Enterobacteriaceae 1. Richtlijn voor phenotypische detectie van carbapenemase geschreven en bekend gemaakt (NVMM website en *) 2. Referentie laboratorium aangewezen (UMCU/LIS) January 2010 3. ISIS-AR actieve surveillance naar isolaten I/R voor imipenem/meropenem monthly feedback reports stating exceptional phenotypes telefonisch/e-mailed contact met de MM bij hoge verdenking *J Cohen Stuart, M.A. Leverstein van Hall et al, IJAA 2010
Detectie schema for carbapenemases No Carbapenemase Carbapenemase screening: E. coli, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Salmonella spp. and Citrobacter spp.: Carbapenemase screening: Proteus spp., Serratia spp., M. morganii, Providencia spp.: - - Expert system positive OR MIC meropenem 0.5 mg/l OR MIC imipenem 2.0 mg/l* Expert system positive OR MIC meropenem 0.5 mg/l* No Carbapenemase No Carbapenemase + - Niet op Elevated carbapenem MIC confirmed with meropenem or imipenem Etest? Iso-sensitest agar! GENOTYPIC CONFIRMATION PHENOTYPIC CONFIRMATION Carbapenemase confirmation tests: 1: Modified Hodge test 2: BA-meropenem combination disk 3: Meropenem-DPA combination disk 4: Imipenem-EDTA combination disk / Etest
Moleculaire confirmatie (PCR en sequencing) Carbapenemases ESBLs AmpC porine mutaties toename efflux A : 9 families (KPC, SME, NMC-A, IMI, PER, GES, SFO, SFC, IBC) B : 6 families (VIM, GIM, SIM, NDM, IMP, SPM) D: 2 families (OXA, PSE) CTX-M : 5 klassen TEM : 88/175 ESBL SHV : 34/128 ESBL OXA : 33/135 ESBL Overig : 16 families Plasmidaal: 8 klassen (DHA, CMY, MOX, LAT, ACC, ACT, MIR, FOX), te onderscheiden van species specifiek chrom AmpC verlies (meerder genen betrokken) wijziging in substraat specificiteit (species specifiek) onbekend (wijziging expressie mbv SDS-page of RT-PCR) mutaties in promotor site of regulatie systeem
Door locatie op mobiel element verspreiding : K. pneumoniae, Pseudomonas sp, Kpn, Proteus
Conclusies (1/2) Carbapenemase pos GNB in pathogeen leidt tot significante beperking van behandelings opties voor levensbedreigende infecties carbapenemases liggen op mobiele elementen en zijn makkelijk overdraagbaar tussen species (verborgen reservoirs) detectie van carbapenemases vraagt aanpassingen in lab (techniek, educatie) en actieve authorisatie
Conclusies (2/2) Carbapenemase positieve GNB zijn geassocieerd met epidemieen maar komen endemisch voor op IC s in zuid-europa en in de bevolking India, Pakistan Surveillance bij de poort en adequate ziekenhuis hygienische maatregelen zijn obligaat om verspreiding in NL te voorkomen Er is geen zicht op het beschikbaar komen van nieuwe antibiotica voor de behandeling van infecties veroorzaakt door carbapenemase positieve GNB
Dank u voor uw aandacht : vragen?