Rekommendation för laboratoriediagnostik och bärarscreening av karbapenemasproducerande gram-negativa stavar

Transkript

1 Rekommendation för laboratoriediagnostik och bärarscreening av karbapenemasproducerande gram-negativa stavar Rekommendationsarbetsgrupp: Rekommendationsgruppens ordförande: Martti Vaara HUSLAB Ansvarig författare: Jari Jalava, THL, Antibiotikaresistensenheten Kinakvarnsgatan Åbo tel.: Översättare: Monica Österblad tel.: Arbetsgruppens övriga medlemmar: Jussi Kirveskari HUSLAB Anne-Mari Rissanen ISLAB Monica Österblad THL, Antibiotikaresistensenheten Antti Hakanen THL, Antibiotikaresistensenheten 1

2 1. Inledning Karbapenemasproducernade gram-negativa stavar, särskilt vissa Enterobacteriaceae-arter, har fått global spridning de senaste åren. De har förorsakat stora epidemier i medelhavsländerna, särskilt Israel, Grekland och Italien. Också från östeuropa och Balkan har det rapporterats epidemier förorsakade av karbapenemasproducerande Klebsiella pneumoniae-stammar. Förutom i dessa länder förekommer karbapenemresistenta Enterobacteriaceae-arter även allmänt i USA, Sydamerika och Asien. I Ryssland är karbapenemasproducerande Pseudomonas aeruginosastammar vanliga. Det finns tiotals olika karbapenemasgener, och troligtvis hundratals varianter av dessa. Alla är inte ens kända. De senaste åren har det skett snabba förändringar i deras epidemiologi, och den upskattade hotbilden (i kronologisk ordning IMP VIM KPC OXA-48 NDM-1). Mest kunskap finns det om K. pneumoniae-stammar med KPC-karbapenemas. Den just nu vanligaste är sekvenstyp ST258, som har fått väldigt stor spridning, och har hittats överallt i världen. En ny karbapenemas hos Enterobacteriaceae är NDM-1. Bakterier som producerar NDM har hittats hos patienter som kommit från Indien, Pakistan, Bangladesh och Balkan. Endel av patienterna har inte haft kontakt med sjukvården i dessa länder. NDM har hittats i ett flertal Enterobacteriacea-arter. Bakteriestammar med karbapenemasgener har i allmänhet också andra resistensgener, och är därför alltid multiresistenta (MDR), ofta resistenta mot nästan alla antibiotika (XDR), och ibland till och med panresistenta (PDR) dvs. resistenta mot alla tillgängliga antibiotika. En ökning av dessa bakterier förorsakar ökad dödlighet, förlänger vårdtider och ökar vårdkostnaderna. Därför klassas dessa bakterier som vårdhygieniskt signifikanta. Spridning sker särskilt vid patientöverföring, vilket möjliggör en effektiv bekämpning av problemet. En förutsättning är, att det finns fungerande laboratoriediagnostik, och att det finns medvetenhet om problemet. Stammar med karbapenemasgener detekteras bäst med molekylära metoder.det för närvarande mest betydande hotet, såväl vårdhygieniskt som ur sjukvårdssynpunkt, utgörs av KPC-bärande K. pneumoniae-stammar och Acinetobacter baumannii-stammar med OXA-gener. Även Enterobacter cloacae och P. aeruginosa med KPC-gener har förorsakat epidemier. Därtill finns risk för epidemier förorsakade av metallo-β-laktamas-bärande K. pneumoniae- och P. aeruginosa-stammar, samt Enterobacteriaceae-arter med OXA-48. NDM bör också finnas med i den molekylära 2

3 diagnostiken. Särskild uppmärksamhet bör fästas vid de karbapenemaser som visat tecken på att spridas i E. coli (NDM-1, OXA-48), p.g.a. artens kliniska betydelse och erfarenheterna från ESBLepidemiologin. Även om karbapenemasproducerande gram-negativa stavar redan har spridit sej vida omkring, har i Finland tillsvidare inte hittats annat än enstaka isolat. Denna rekommendation uppställer miniminivån för diagnostik av karbapenemasproducerande bakterier. Den ger även anvisningar för koloniseringsprovtagning. Än så länge finns inte så mycket erfarenhet av varken diagnostik eller screening. Rekommendationerna kommer därför att uppdateras vartefter. Denna rekommendation baserar sej på både EUCASTs (1) och CLSIs (2,3) standarder, samt rekommendationer från ett europeiskt konsensusmöte om karbapenemasdiagnostik (4). 2. Detektering av karbapenemasproducerande bakteriestammar 2.1 Screening-brytpunkter Detekteringen av karbapenemasproducerande stammar är en tvåstegsprocess, som baserar sej på dessa stammars nedsatta känslighet mot karbapenemer. Först påvisas nedsatt känslighet mot karbapenemer med lappdiffusion enligt EUCAST, eller genom MIC-bestämning. Därefter detekteras karbapenemasgenen med molekylbiologiska metoder. Meropenem har visats vara det bästa alternativet för att påvisa karbapenemas. Särskilt gäller detta Enterobacteriaceae. Imipenem hittar inte alla stammar, och även om ertapenem har tillräcklig känslighet, är specifiteten dålig. Enterobacteriaceae-arter, särskilt E. cloacae, får ofta nedsatt känslighet under pågående ertapenem-vård. Dessa stammar producerar i allmänhet inte karbapenemas. Resistensen beror på förändringar i bakteriens ytterhölje, och dessa stammar anses för närvarande inte ha samma spridningspotential som karbapenemasbärande stammar. Om karbapenemresistensen testas enbart med imipenem eller ertapenem, bör man beakta dessa omständigheter. 3

4 I tabell 1 presenteras screening-brytpunkter för karbapenemasproducerande gram-negativa stavar. De skiljer sej delvis från EUCASTs kliniska brytpunkter (1). De är satta så att även stammar med svag expression av karbapenemasgener har större chans att hittas. Den här rekommendationen baserar sej alltså på både EUCAST:s och CLSI:s standarder (1, 2, 3). Ingendera av standarderna rekommenderar ytterligare fenotypiska detekteringsmetoder för karbapenemasproducerande bakterier om de brytpunkter som finns i den nyaste versionen av standarden används (1, 3). Det beror på att de fenotypiska metoderna (t.ex. modifierat Hodge-test) är ospecifika och svårtolkade (3). Om man vill, kan man testa stammar med nedsatt meropenemresistens med olika fenotypiska metoder, men de ersätter inte molekylära metoder. 4

5 Tabell 1. Screening-brytpunkter för påvisande av karbapenemas-producerande gram-negativa stavar Karbapenem MIC-brytpunkt (mg/l) Enterobacteriaceae 1 Lappstyrka (μg) Zonbrytpunkt (mm) > < Meropenem 0, Imipenem Ertapenem 0, MIC-brytpunkt (mg/l) Pseudomonas aeruginosa 2 Zonbrytpunkt (mm) Karbapenem Lappstyrka (μg) > < Imipenem Meropenem MIC-brytpunkt (mg/l) Acinetobacter spp. 2 Zonbrytpunkt (mm) Karbapenem Lappstyrka (μg) > < Imipenem Meropenem För Enterobacteriaceae fungerar meropenem bäst i screening. Imipenem kan inte användas för screening av Morganella, Proteus, Providencia och Serratia, eftersom de har naturligt nedsatt kämslighet. Observera att screeningbrytpunkterna för meropenem och imipenem skiljer sej från EUCASTs kliniska brytpunkter (1). 2 För P. aeruginosa och Acinetobacter används de kliniska brytpunkterna (alla I och R bör testas vidare). I den här rekommendationen inkluderas bara de kliniskt viktigaste arterna. Karbapenemaser kan förekomma även hos andra arter. 5

6 Schema 1. Påvisning av möjliga karbapenemasproducerande bakteriestammar 1 Meropenem är det bästa alternativet för att påvisa karbapenemasproducerande Enterobacteriaceae-stammar. Imipenem har otillräcklig känslighet, och ertapenem har låg specifitet. Endel Enterobacteriaceae- arter har naturligt nedsatt känslighet mot imipenem. 2 Molekylära metoder (t.ex. PCR) är det bästa sättet att fastställa om en stam har karbapenemas. Om en stam saknar karbapenemasgener (och inte producerar ESBL) är den inte vårdhygieniskt signifikant enligt nuvarande tolkning. Ett undantag är multiresistenta stammar. De viktigaste karbapenemaserna är uppräknade i den här rekommendationen. Situationen kan ändra; THL:s www-sidor hålls uppdaterade. 3 Alla stammar med karbapenemasgener ska sändas till THL för MLST-typbestämning. Med hjälp av MLST kan finska stammar jämföras med globala epidemiska stammar. 6

7 2.2 Prover som bör undersökas Koloniseringsprover För närvarande är karbapenemasproducerande bakterier sällsynta i Finland. De har oftast hittats i koloniseringsprover från patienter som vårdats utomlands. Karbapenemasproducerande bakterier har fått global spridning, så därför bör patienter som fått sjukhusvård utomlands under det senaste året testas för kolonisering. Man bör fästa särskild vikt vid patienter som vårdats i Grekland, Italien, Polen, USA, Indien, Pakistan, Bangladesh, Ryssland och på Balkan. Det finns flera publicerade exempel där symptomfria bärare av karbapenemasproducerande bakterier har spritt bakterien på avdelningen, och andra patienter har fått infektioner förorsakade av den. Kolonisations-screening kan alltså vara avgörande i bekämpningen av epidemier med karbapenemasproducerare. Särskild uppmärksamhet bör fästas vid Enterobacteriaceae-arter, men även vid P. aeruginosa och Acinetobacter. Koloniseringsprover odlas direkt på selektiv agar. Plocka tillräckligt många olika kolonier, och testa deras meropenem-känslighet. Om stammen har nedsatt känslighet mot meropenem (tabell 1) fortsätter man enligt schema 1. Som selektiv agar kan t.ex. användas kromogena plattor för ESBLdetektion: då hittar man förutom karbapenemasproducerare även ESBL-stammar. Om man använder enbart dessa plattor, bör man tänka på att plocka tillräckligt många kolonier, så att man hittar eventuella karbapenemasproducerare. Patienter med karbapenemasproducerande bakterier bär nämligen ofta också på andra typer av MDR- och XDR-bakterier. Även specifika plattor utvecklade för detektering av karbapenemasproducerare kan användas, antingen paralellt med ESBL-plattor eller ensamma. I det senare fallet missar man eventuella ESBL-stammar. För att påvisa kolonisation bör upprepade prover tas, minst tre. För närvarande vet ingen hur många prover som måste tas för att man ska kunna vara säker på att patienten inte är koloniserad. Israel har som praxis att ta minst tre prover (rektalprov) med någon dag mellan varje prov. Om alla är negativa antar man att patienten inte är koloniserad. Den här rekommendarionen utgår från samma praxis. Fler prover är motiverade särskilt om vården blir långvarig på riskavdelningar såsom intensivavdelningar. Den viktigaste provtypen är rektal-sticka. De flesta karbapenemasproducerande bakterier har sitt ursprung i patientens tarm. Då det gäller respiratorpatienter kan även trakea-sekret undersökas. 7

8 2.2.2 Kliniska prover Även om koloniseringsprover är i nyckelposition i bekämpningen av epidemier, är det viktigt att leta efter karbapenemasproducerare också i infektionsprover. Urinprov är den näst viktigaste typen av prov då det gäller att söka efter karbapenemasproducerande bakterier. Oftast bestäms inte känsligheten mot karbapenemer för urin-isolat, men man bör ändå försöka leta efter karbapenemasproducerare även bland dessa isolat. Schema 2 är en rekommendation för hur detta ska gå till för Klebsiella och E. coli. Schemat baserar sej på karbapenemasers förmåga att, förutom karbapenemer, även bryta ner cefalosporiner. Karbapenemasproducerande stammar är nästan alltid resistenta mot cefalosporiner, och det lönar sej alltså att söka bland dessa. För bakterier isolerade från blododlingar rekommenderas meropenemtestning för alla isolat (schema 2). För bakterier från sårodlingar rekommenderas att man testar meropenem för sådana isolat som normalt testas med en utökad panel, t.ex. om isolatet är multiresistent. I tabell 2 listas de isolat som rekommenderas testas med meropenem. Tabell 2. Bestämning av meropemenresistens för påvisande av karbapenemas Prov Bakterieart Bakterier som bör undersökas Blod 1 alla stammar Sår 1 tilläggsresistensbestämning, t.ex. för multiresistenta stammar Urin 2 stammar som är I eller R mot cefalosporiner (schema 2) Kolonisering 1 alla olika kolonier från screeningplattan 1 = Enterobacteriaceae-arter, P. aeruginosa, Acinetobacter spp. 2 = E. coli och Klebsiella spp. 8

9 Schema 2. Screening av Klebsiella- och E. coli-stammar för påvisning av karbapenemasproducenter 1 Om karbapenemresistens inte bestäms i primär urinodling, kan karbapenemasproducerare sökas bland stammar med nedsatt cefalosporinkänslighet. För detta ändamål rekommenderas i första hand cefpodoxim, men också cefuroxim kan användas. Nästan alla karbapenemas-enzymer ger cefuroximresistens, men det gör även många andra mekanismer, såsom ESBL-enzymer, Klebsiella-arternas inherenta β-laktamaser, och den mycket vanliga plasmidmedierade TEM-1 i kombination med förändringar i bakteriemembranen. Resistens mot första generationens cefalosporiner är således en ospecifik indikator på karbapenemresistens, men specifiteten kan förbättras något om den kombineras med fluorokinolonresistens, eftersom karbapenemasproducerande stammar oftast är resistenta mot fluorokinoloner. Detta alternativ ska dock användas bara om resistensbestämning inte görs för cefpodoxim eller cefuroxim. 2 Meropenem är det bästa alternativet för att påvisa karbapenemasproducerande Klebsiella och E. colistammar. Imipenem är inte tillräckligt känsligt, och ertapenem har låg specifitet. 3 Molekylära metoder (t.ex. PCR) är de bästa för att verifiera karbapenemasgener. Om stammen inte har en karbapenemasgen (eller ESBL) är den enligt nuvarande uppfattning inte lika vårdhygieniskt betydelsefull. 4 Alla karbapenemasproducerande stammar ska skickas till THL för MLST-typbestämning. Med hjälp av MLST kan finska stammar jämföras med globala epidemiska stammar. 9

10 3. Påvisning av karbapenemasgener, typbestämning av stammar, och provsvar 3.1 Påvisning av karbapenemasgener Det säkraste sättet att fastställa att en stam producerar karbapenemas är att detektera genen som kodar för enzymet. Molekylär typbestämning möjliggör identifiering av hyperepidemiska kloner. Båda metoderna hjälper till att avgöra stammens vårdhygieniska betydelse. Kunskapen är dessutom avgörande för att kunna följa spridningen av karbapenemresistenta bakterier, i Finland såväl som globalt. Molekylbiologiska metoder för påvisning och verifiering av karbapenemasgener, i praktiken PCR, finns för närvarande i de laboratorier som listats nedan. En uppdaterad lista finns också på THL:s www-sidor ( THL typbestämmer karbapenemasproducerande stammar (E. coli och K. pneumoniae) med MLST. Vid utbrott undersöker THL stammarna (alla arter) med PFGE. För påvisning av karbapenemasgener rekommenderas att stammar sänds till något av de nedan uppräknade laboratorierna i transportrör. Stammar med påvisat karbapenemas sänds i transportrör till THL:s antibiotikaresistensenhet för typning. 3.2 Kontaktuppgifter HUSLAB Mikrobiologiska prover, mottagning PB HUS Institutet för hälsa och välfärd (THL) Antibiotikaresistensenheten (TAMI) Kinakvarnsgatan Åbo 10

11 3.3 Provsvar Karbapenemresistens är sällsynt bland Enterobacteriaceae. Alla stammar med resistens eller nedsatt känslighet är potentiella karbapenemasproducenter med vårdhygienisk betydelse. De bör undersökas med PCR för verifiering av karbapenemasgener. Karbapenemasgener hos Enterobacteriaceae är alltid vårdhygieniskt signifikanta, och bör nämnas i provsvaret. Hos P. aeruginosa och Acinetobacter förekommer ofta karbapenemresistenta stammar utan karbapenemasgener. Om karbapenemasgen konstateras, är detta alltid ett vårdhygieniskt signifikant fynd, som bör nämnas i provsvaret. Om en stam är karbapenemresistent, men inte producerar karbapenemasenzym, är den inte vårdhygieniskt signifikant, såvida den inte har någon annan egenskap som kategoriserar den som sådan (t.ex. multiresistens eller ESBL-gen). Resistensen har dock betydelse för den enskilda patientens vård. Resistensbestämningsresultaten tolkas och svaras enligt EUCAST:s standard oberoende om stammen producerar karbapenemas eller inte (1,3). 4. Bekämpning av karbapenemasproducerande bakterier Spridning av karbapenemasproducerande bakterier förebyggs på samma sätt som för övriga sjukhusbakterier (såsom MRSA och VRE). Kärnan i det förebyggande arbetet är att hitta riskpatienterna. Riskpatienter ska vårdas i kontaktisolering. Snabb diagnostik av kolonisations- och kliniska prover är viktig. Laboratoriet måste upprätthålla diagnostikmetoder för att hitta karbapenemresistenta stammar. När sådana påvisas, fortsätter kontaktisoleringen, och eventuella kontakter kartläggs. Möjlig kolonisering av kontakter undersöks med screeningprover (se ovan). 11

12 5. Tack till följande personer som kommenterat texten: Outi Lyytikäinen, THL Elina Kolho, HUCS Veli-Jukka Anttila, HUCS Risto Vuento, TAYS Miika Bergman, THL Dessutom tackar vi FiRe:s styrelse, och FiRe-laboratoriernas representanter för sin respons. 12

13 5. Förkortningar Enzymer som bryter ner karbapenemer och andra β-laktam-antibiotika: KPC = Klebsiella pneumoniae carbapenemase CTX-M = cefotaximase TEM =Temoniera OXA = oxacillin-hydrolyzing VIM = Verona integron-encoded metallo-β-lactamase IMP = active on imipenem NDM = New Delhi metallo-β-lactamase Definitioner av multiresistenta bakterier: MDR= multidrug-resistant (resistent mot 3 olika antibiotikagrupper) XDR= extensively drug-resistant (känslig mot endast 1 2 olika antibiotikagrupper) PDR= pandrug-resistant (resistent mot alla antibiotika) Övriga förkortningar: EUCAST = The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing CLSI = Clinical and Laboratory Standards Institute PFGE = pulsed field gel electrophoresis MLST = multi locus sequence typing 13

14 7. Referenser 1. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing EUCAST CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twentieth Informational Supplement. CLSI Document M100-S20. Wayne PA: Clinical Laboratory Standards Institute; CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twentieth Informational Supplement (June 2010 update). CLSI Document M100-S20-U. Wayne PA: Clinical Laboratory Standards Institute; Grundmann H, Livermore D, Giske C, Canton R, Rossolini G, Campos J, Vatopoulos A, Gniadkowski M, Toth A, Pfeifer Y, Jarlier V, Carmeli Y; the CNSE Working Group. Carbapenem-nonsusceptible Enterobacteriaceae in Europe: conclusions from a meeting of national experts. Euro Surveill Nov 18;15(46). 14