Rekommendation för diagnostik av ESBL- och plasmidmedierad AmpC-β-laktamasproducerande bakterier

Transkript

1 Rekommendation för diagnostik av ESBL- och plasmidmedierad AmpC-β-laktamasproducerande bakterier Rekommendationsarbetsgrupp: Anne-Mari Rissanen, ISLAB Martti Vaara, HUSLAB Juha Kirveskari, HUSLAB Asko Järvinen, HUS Kaisu Rantakokko-Jalava, TYKSLAB Jari Jalava (ordf.), THL Antti Hakanen, THL Monica Österblad, THL Miika Bergman, THL Översättare: Monica Österblad Kontaktuppgifter och respons: Jari Jalava THL/TAMI Kinakvarnsgatan Åbo tel

2 1. Inledning Finland övergick till EUCASTs resistensbestämningsstandard i början av De nuvarande EUCAST-brytpunkterna (v. 2.0) ger inga direktiv för screening eller påvisning av ESBL hos gram-negativa stavar. ESBL-producerande bakteriestammar anses ha betydelse för vårdhygienen, och därför är det viktigt att detektera dem. Enligt EUCASTs brytpunktstabell (1) och tilläggsregler (Expert Rules) (2) ska resistensbestämningsresultaten inte ändras även om ESBL påvisas. CLSI har kommit till samma ståndpunkt (3). Orsaken är, att de nya cefalosporinbrytpunkterna bättre beaktar farmakokinetik och farmakodynamik, samt de vanligaste doseringarna. Författarna till standarderna anser att MIC-värdet är tillräckligt för att avgöra om antibiotikan går att använda. Det här är alltså en klar ändring jämfört med tidigare praxis i Finland. Rekommendationsgruppen anser att användningen av penicilliner, penicillinbetalaktamas-inhibitorkombinationer, cefalosporiner och monobaktamer för vård av infektioner förorsakade av ESBL-producerande bakteriestammar tillsvidare är kontroversiell. Därför är det viktigt att laboratoriet informerar vårdenheten att ifrågavarande antibiotika kan ha försvagad effekt. Laboratoriet kan förmedla den här informationen så som det själv finner bäst. Rekommendationsgruppen är av den åsikten att det för närvarande säkraste sättet är att ändra tolkningen av resistensbestämningsresultaten, för att understryka den försämrade effekten. I praktiken betyder det här att känslig (S) ändras till intermediär (I). Dessutom rekommenderar vi att en varningstext läggs till svaret. Den här ändringen tillåter fortfarande användningen av ovannämnda antibiotika, om vårdande läkare anser att patientens tillstånd medger det. Den här tolkningen avviker alltså från EUCASTs standard 2.0 (1) och delvis från tilläggsreglerna (2). Notera dock att tilläggsreglerna uppmanar laboratoriet att varna vårdande läkare för den försämrade effekten hos penicillin-betalaktamasinhibitorkombinationer mot andra än urinvägsinfektioner. Tilläggsreglerna uppmanar till den här varningen för nästan alla möjliga ESBL-producerande stammar (alltid om känsligheten mot något tredje generations cefalosporin är nedsatt). Tilläggsreglerna påpekar också att effekten av ovannämnda antibiotika i vården av infektioner förorsakade av ESBLproducerande stammar fortfarande är kontroversiell (evidensnivå B; svaga bevis och vårdmisslyckande möjligt). Dessutom bör man komma ihåg att det i EUCASTs tilläggsregler konstateras, att om EUCASTs brytpunkter används så är majoriteten av alla ESBL-stammar I eller R mot kefalosporiner (också ceftazidim och cefpodoxim) (2). ESBL-arbetsgruppen tar även ställning till bakteriestammar med plasmidmedierade eller kromosomalt överproducerade ampc-gener. Hos vissa arter kan cefalosporinexponering selektera stammar med bestående överexpression. Det här måste tas i beaktande vid val av antibiotika. Diagnostiken av plasmidmedierad AmpC-β-laktamaser är svårare än ESBLdiagnostik, och de underdiagnostiseras därför troligen. Stammar med plasmidmedierade ampc-gener har förorsakat sjukhusepidemier (särskilt Klebsiella pneumoniae), och dessutom utvecklar de lätt karbapenemresistens. Därför måste de anses vårdhygieniskt betydelsefulla i likhet med ESBL-producereande stammar. I denna rekommendation ges även allmänna instruktioner för diagnostik av ampc-gener. 2

3 2. Bakgrund 2.1 β-laktamaser med utökat spektrum Bredspektrum-β-laktamaser (ESBL, extended spectrum β-lactamases) är β-laktamaser som kan bryta ner tredje generationens cefalosporiner (t ex cefotaxim) och monobaktamer (aztreonam). Oftast kan de bryta ner också penicilliner och första och andra generationens cefalosporiner. Gener som kodar för β-laktamaser med utökat spektrum förekommer speciellt hos gram-negativa stavar i familjen Enterobacteriaceae. ESBL-gener kan finnas både i bakteriens kromosom och på plasmider. Horisontell överföring av β-laktamaser och ESBLgener över art- och släktgränser är vanlig. De just nu viktigaste genfamiljerna är TEM, SHV och CTX-M. 2.2 Kromosomal och plasmidmedierad AmpC I allmänhet räknas inte AmpC-klassens β-laktamaser som ESBL-enzymer. De bryter ändå ner β-laktamer lika effektivt som ESBL-enzymer, och det har föreslagits att de ska räknas som en ESBL-undergrupp (4). En del sprider sej med hjälp av plasmider, och den här typen av stammar har förorsakat sjukhusepidemier (5). Det finns många olika AmpC- β-laktamaser (5). Många bakteriearter har ampc-gener i kromosomen. De är för det mesta inducerbara, dvs. expressionen är för det mesta på en låg nivå och förorsakar inte β-laktamresistens. Vissa antibiotika (t ex klavulansyra) och cellväggskomponenter kan inducera expresseringen till en högre nivå, och öka resistensen. Inducerbar kromosomal förhöjd ampc-expression kan genom mutationer bli konstitutiv, och stammen blir en hyperproducerare. Dessa är för det mesta resistenta mot cefalosporiner (inklusive cefamycin), penicilliner och monobaktamer. Gener som kodar för AmpC- β-laktamaser förekommer också på plasmider. Ofta ger plasmidmedierade ampc-gener en likadan resistensprofil som konstitutivt producerade kromosomala β-laktamaser. Plasmiderna kan förekomma också hos arter utan kromosomala ampc-gener. Hos arterna Enterobacter, Providencia och Serratia, samt hos Citrobacter freundii och Morganella morganii (alla med inducerbar ampc) beror cefalosporinresistens för det mesta på mutationer i kromosomala gener, alltså överproduktion av kromosomalt AmpC. För de här arterna är artbestämningen viktig, eftersom den ger en fingervisning om möjlig resistensutveckling. Hos t ex Enterobacter-arter kan AmpC-överproducerare lätt selekteras under en cefalosporinkur; om tredje generationens cefalosporiner används som monoterapi selekteras konstitutiva mutanter med en sannolikhet på 20 % (6). Att försöka detektera plasmidmedierad AmpC med fenotypa metoder är inte meningsfullt, eftersom det är svårt att skilja åt plasmidmedierade och kromosomala mekanismer. 3

4 3. Påvisning av ESBL- eller AmpC- β-laktamasproducerande bakteriestammar Nedan ett flödesschema över ESBL/AmpC-diagnostik. Bild 1. Escherichiacoli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Proteus mirabilis, Salmonella enterica Nedsatt känslighet (I eller R) 1 ESBL test Negativt ESBL test Positivt ESBL test Negativt AmpC test AmpC test Positivt AmpC test 3 E. coli: PCR test Ändra tolkningen av resistensbestämningen 2 och lägg till varning Vårdhygieniskt signifikant fynd Klebsiella spp., P. mirabilis och S. enterica PCR testet positivt PCR testet negativt Plasmidmedierad AmpC β laktamas Vårdhygieniskt signifikant fynd Annan mekanism ESBL- och AmpC-produktion kan också påvisas samtidigt med vissa tester. 1 Tredje generationens cefalosporiner eller monobaktamer (tabell 1 och 2). 2 Om stammens resistensbestämningsresultat är S för penicilliner, cefalosporiner, monobaktamer eller penicillin-β-laktamas-inhibitorkombinationer, ändras det till I. Dessutom bifogas en varning om att antibiotikats effekt är nedsatt. 3 Testet lämpar sej bara för Klebsiella-arter, P. mirabilis och Salmonella enterica. E. colis kromosomala AmpC kan ge ett positivt resultat. För närvarande rekommenderas testning av E. coli bara i samband med misstänkta epidemier. 4

5 3.1 Påvisning av ESBL-producerande bakterier Fenotypiska konfirmatoriska metoder för påvisning av ESBL Man kan misstänka att en Enterobacteriaceae-stam producerar ESBL om den har nedsatt känslighet för tredje generationens cefalosporin eller monobaktam (I eller R enligt EUCASTs standard). ESBL-produktion konstateras antingen med s.k. kombinationslapptest, eller med en MIC-metod utvecklad för ändamålet. De konfirmatoriska testerna baserar sig på klavulansyrans förmåga att inhibera ESBL-enzymer. EUCAST-standarden har ännu inget ESBL-test. En bra och fungerande metod är CLSIs kombinationslapptest (3), vars principer och tolkningar presenteras i tabellerna 1 och 2. I CLSIs standard används två cefalosporiner, cefotaxim och ceftazidim, för att bekräfta ESBL-produktion. Om lappdiffusion används vid ESBL-testning, måste lappstyrkorna vara de som rekommenderas av CLSI (30 µg), eftersom det för närvarande inte är känt hur lappar med lägre koncentrationer fungerar. HPAs (Health Protection Agency) standard, som baserar sej på samma princip, rekommenderar också cefpodoxim-kombinationslappar med en styrka på 10 µg (7). Vid användning av kombinationslapptest och MIC-metoder bör man kontrollera i tillverkarens instruktioner att testerna lämpar sej för ESBL-testning såsom beskrivs i tabellerna 1 och Fenotypiska testmetoders lämplighet för olika bakteriearter Kombinationslapptest och motsvarande MIC-metoder lämpar sej för E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca och P. mirabilis, som alltså inte har kromosomala inducerbara ampc-gener. Testerna fungerar också för Salmonella (S. enterica-serotyper), som efter vad man för närvarande vet, inte har kromosomala ampc-gener. Erfarenheterna av hur de fungerar är dock begränsade. För de Enterobacteriaceae-arter som har inducerbar ampc, bör man komma ihåg att klavulansyra kan inducera expressionen av ampc, vilket kan ge falska negativa resultat. Testerna i tabellerna 1 och 2 är alltså inte pålitliga för Enterobacter, Providencia, Serratia, Citrobacter freundii och Morganella morganii. Om man vill påvisa ESBL hos dessa arter är det bättre att använda antibiotika som motstår AmpC. Det finns kommersiella kombinationslapptester med cefepim/klavulansyra och cefpirom/klavulansyra, samt motsvarande MIC-gradient-tester. Testerna ska tolkas enligt tillverkarens anvisningar. Den pålitligaste metoden för de här arterna är gentest (se avsnittet om ESBL-gentest). Klebsiella-arternas kromosomala β-laktamaser (SHV, K1 och LEN) kan ibland ge falska positiva utslag. Det är särskilt typiskt för K. oxytoca (9). Ca 10-20% av alla K. oxytocastammar producerar så mycket kromosomalt K1- β-laktamas att cefotaxim/klavulansyretestet blir positivt. De är för det mesta känsliga för ceftazidim. Sådana stammar producerar alltså inte ESBL. De konfirmatoriska testerna i tabellerna 1 och 2 passar inte för Acinetobacter baumannii och Pseudomonas aeruginosa. ESBL-gener förekommer sällan hos dessa arter ESBL-gentester I allmänhet behöver ESBL-gener inte påvisas med PCR hos för E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis och S. enterica. Hos arter med inducerbart kromosomalt AmpC är 5

6 gentest däremot den pålitligaste metoden. Antibiotikaresistensenheten vid THL gör ESBLgenbestämningar vid behov. Tabell 1. Påvisning av ESBL-produktion hos stammar av E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis och Salmonella enterica med lappdiffusion Resistensbestämning (EUCAST:s standard) Lappar Brytpunkter (mm) Testresultat S R< Zon (mm) Tolkning cefpodoksim 10 µg <21 möjlig ESBL-producent ceftazidim 10 µg <22 möjlig ESBL-producent cefotaxim 5 µg <21 möjlig ESBL-producent aztreonam 30 µg <27 möjlig ESBL-producent ceftriakson 30 µg <23 möjlig ESBL-producent Konfirmerande test (CLSI:s standard) Lappar Skillnad mellan zonerna Tolkning ceftazidim 30 µg och ceftazidim /klavulansyra 30/10 µg skillnad 5 mm * producerar ESBL cefotaxim 30 µg och cefotaxim/klavulansyra 30/10 µg skillnad 5 mm * producerar ESBL Konfirmerande test (HPA, nationell standard) Lappar Skillnad mellan zonerna Tolkning cefpodoksim 10 µg och cefpodoksim/klavulansyra 10/1 µg skillnad 5 mm * producerar ESBL * Skillnaden fås så att man subtraherar cefalosporinlappens mm-värde från kombinationslappens mm-värde. OBS! Kontrollera att 5 mm-regeln gäller för de lappar du använder. Det kan finnas variationer i rekommendationerna från olika tillverkare. Tabell 2. Påvisning av ESBL-produktion hos stammar av E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis och Salmonella enterica med MIC-metoder Resistensbestämning (EUCAST:s standard) Antibiotika Brytpunkter (µg/ml) Testresultat S R> MIC (µg/ml) Tolkning cefpodoksim 1 1 >1 möjlig ESBL-producent ceftazidim 1 4 >1 möjlig ESBL-producent cefotaxim 1 2 >1 möjlig ESBL-producent aztreonam 1 4 >1 möjlig ESBL-producent ceftriaxon 1 2 >1 möjlig ESBL-producent Konfirmerande test (CLSI:s standard) Antibiotika Skillnad mellan MIC-värden Tolkning ceftazidim och ceftazidim/klavulansyra 3 MIC-spädningar* producerar ESBL cefotaxim och cefotaxim/klavulansyra 3 MIC-spädningar* producerar ESBL * Ett MIC-värde minst 8 gånger mindre om klavulansyra är närvarande. T. ex. om ceftazidim-mic-värdet är 8 µg/ml, och ceftazidim/klavulansyra 1 µg/ml, producerar stammen ESBL. 6

7 3.2 ESBL-genernas betydelse, och tolkning av resistensbestämningsresultat ESBL-producerande E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis och Salmonella enterica Ett positivt konfirmatoriskt ESBL-test ändrar resistensbestämningsresultatet, så att känsliga stammar (S) tolkas som (I). Denna tolkning gäller penicilliner, cefalosporiner, monobaktamer och penicillin- β-laktamas-inhibitorkombinationer. Vidare bör observeras vad som sägs i EUCASTs standard om olika bakteriearters naturliga resistens mot ifrågavarande antibiotika, och att salmonella alltid är resistent mot 1. och 2. generationens cefalosporiner, oberoende av resultaten in vitro. Utöver tolkningen rekommenderas en varningstext (se avsnittet Varningar) angående antibiotikans nedsatta effekt. Om stammen från början kategoriserats som I, ändras tolkningen inte. Dessutom är det viktigt att komma ihåg, att om stammen konstateras producera ESBL, eller ha en ESBL-gen, har fyndet vårdhygienisk betydelse. Vårdenheten följer sedan sina interna anvisningar för att förhindra spridning av ESBL-producerande bakterier Övriga arter inom familjen Enterobacteriaceae Hos arter med kromosomala ampc-gener kan ESBL-produktion inte påvisas pålitligt med de fenotypiska metoder som rekommenderas här. Om stammen ändå konstateras ha en ESBLgen t ex med gentest, ska stammen anses ha vårdhygienisk betydelse, och resultaten från resistensbestämningen tolkas som ovan. 3.3 Påvisning av AmpC-produktion En Enterobacteriaceae-stam kan antas producera AmpC- β-laktamas om känsligheten mot 3:e generationens cefalosporiner elle monobaktamer är nedsatt (I ellerr enligt EUCASTs standard), men stammen inte producerar ESBL-enzym (negativt konfirmativt test) Konstaterande av plasmidmedierat AmpC Fenotypiska tester kan användas för de arter som inte har en inducerbar kromosomal ampcgen, dvs. Klebsiella spp., P. mirabilis och S. enterica. Enklast är att använda kommersiella tester som utvecklats för detektering av AmpC. De baserar sej för det mesta på kloxacillininhibering av AmpC. Testerna tolkas enligt tillverkarens anvisningar. E. coli har en kromosomal ampc-gen, vars promotor är represserad, så att AmpC normalt produceras i mycket små mängder. Den induceras inte heller av klavulansyra. Mutationer i promotorregionen kan förorsaka hyperproduktion. Det är omöjligt att särskilja den fenotypen från plasmidmedierad AmpC. OBS! För närvarande rekommenderas testning för plasmidmedierade ampc-gener endast för Klebsiella, särskilt K. pneumoniae. E. coli lönar sej att testa endast vid misstanke om epidemi Konstaterande av plasmidmedierat AmpC med gentest 7

8 Fenotypiska tester särskiljer inte kromosomalt och plasmidmedierat AmpC hos E. coli. För att påvisa plasmidmedierat AmpC behövs gentest. Antibiotikaresistensenheten vid THL gör dessa vid behov Betydelsen av plasmidmedierad AmpC, och tolkning av resistensbestämning Kromosomalt eller plasmidmedierat AmpC påverkar inte tolkningen av resistensbestämningsresultaten. Resultaten svaras i enlighet med EUCASTs brytpunkter. Om man konstaterat plasmidmedierat AmpC, så anses stammen i likhet med ESBL-fynd ha vårdhygienisk betydelse hos alla arter inom Enterobacteriaceae Betydelsen av inducerbart kromosomalt AmpC Hos Enterobacter, Providencia, Serratia, Citrobacter freundii och Morganella morganii beror resistens mot penicilliner, cefalosporiner och penicillin- β-laktamasinhibitorkombinationer för det mesta på överproduktion av kromosomalt β-laktamas. Till svaret bör fogas en anmärkning om att stammen kan utveckla resistens mot cefalosporiner under en cefalosporinbehandling (se avsnittet Varningar). Även EUCASTs tilläggsregler innehåller en sådan rekommendation. 8

9 4. Varningar ESBL-varning Bakteriestammen har en resistensegenskap (ESBL) som kan försvaga effekten hos penicillinkombinationer och cefalosporiner. Fynd av vårdhygienisk betydelse. Varning för inducerbar kromosomal AmpC Denna art har en resistensegenskap som kan försvaga effekten av cefalosporiner (cefotaxim, ceftriaxon, ceftazidim). Monoterapi med dessa cefalosporiner rekommenderas inte. 9

10 Tabell 3. Sammanfattning av ESBL- och AmpC- diagnostiken Tester för påvisande av ESBL och plasmidmedierad AmpC (pampc) Fenotypiska tester 1 Bekräftande gentester 2 Art ESBL-testning AmpC-testning ESBL-gener pampc-gener Escherichia coli rekommenderas för alla stammar endast vid misstanke om epidemi 3 kan göras Viktig 4 Klebsiella pneumoniae rekommenderas för alla stammar rekommenderas för alla stammar kan göras Viktig 5 Klebsiella oxytoca rekommenderas för alla stammar kan göras kan göras kan göras Proteus mirabilis rekommenderas för alla stammar kan göras kan göras kan göras Salmonella enterica rekommenderas för alla stammar kan göras kan göras kan göras Enterobacter -lajit opålitlig 3 görs inte Viktig 6 kan göras Providencia -lajit opålitlig 3 görs inte Viktig 6 kan göras Serratia-lajit opålitlig 3 görs inte Viktig 6 kan göras Citrobacter freundii opålitlig 3 görs inte Viktig 6 kan göras Morganella morganii opålitlig 3 görs inte Viktig 6 kan göras 1 Lapptest eller MIC-metod, görs på stammar med nedsatt känslighet mot 3. generationens cefalosporiner. 2 Genbaserade metoder, med vilka man kan bekräfta resultatet av fenotypa tester. 3 Metoden kräver alltid bekräftelse av närvaro av gen. 4 Görs endast om fenotypiska testen är positiv. För E. coli är testen nödvändig för att påvisa plasmidmedierat AmpC. 5 Görs endast om fenotypiska testen är positiv. För K. pneumoniae är den fenotypiska testen dock pålitlig. 6 Det pålitligaste sättet att påvisa ESBL-produktion. Tabell 4. Sammanfattning: tolkning av resistensbestämningsresultat och bifogade varningar Ändring av resistensbestämningsreultat för penicilliner, cefalosporiner, monobaktamer, och penicillin-β-laktamasinhibitorkombinationer ESBL-producerande stam 1 Plasmidmedierad AmpC 1 Alla stammar Art Tolkning Varning Tolkning Varning Escherichia coli S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Klebsiella pneumoniae S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Klebsiella oxytoca S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Proteus mirabilis S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Salmonella enterica S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Enterobacter -lajit S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Lägg till varning 3 Providencia -lajit S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Lägg till varning 3 Serratia-lajit S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Lägg till varning 3 Citrobacter freundii S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Lägg till varning 3 Morganella morganii S --> I Lägg till varning 1 ingen ändring Lägg till varning 2 Lägg till varning 3 1 OBS! För att påvisa ESBL eller pampc and det behövas molekylära metoder. Testning av alla arter rekommenderas inte nödvändigtvis. Varning 1: Nedsatt effekt av antibiotikat, stammen är vårdhygieniskt signifikant (ESBL-varning). Varning 2: Stammen är vårdhygieniskt signifikant. Varning 3: Monoterapi med antibiotikat rekommenderas inte (varning för inducerbart kromosomalt AmpC). 10

11 Förkortningar CTX-M - active on cefotaxime, first isolated in Munich CLSI - Clinical Laboratory and Standards Institute ESBL- extended-spectrum β-lactamases EUCAST - The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing HPA - Health Protection Agency pampc plasmidmedieradampc SHV - sulfhydryl variable TEM Temoneira 11

12 Referenser (1) EUCAST. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (2) EUCAST er. expert rules v (3) CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 2010;M100-S20. (4) Giske CG, Sundsfjord AS, Kahlmeter G, Woodford N, Nordmann P, Paterson DL, et al. Redefining extended-spectrum beta-lactamases: balancing science and clinical need. J Antimicrob Chemother 2009 Jan;63(1):1-4. (5) Philippon A, Arlet G, Jacoby GA. Plasmid-determined AmpC-type beta-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 2002 Jan;46(1):1-11. (6) Kaye KS, Cosgrove S, Harris A, Eliopoulos GM, Carmeli Y. Risk factors for emergence of resistance to broad-spectrum cephalosporins among Enterobacter spp. Antimicrob Agents Chemother 2001 Sep;45(9): (7) HPA. Laboratory detection and reporting of bacteria with extended spectrum β- lactamases (8) Carter MW, Oakton KJ, Warner M, Livermore DM. Detection of extended-spectrum betalactamases in klebsiellae with the Oxoid combination disk method. J Clin Microbiol 2000 Nov;38(11): (9) Potz NA, Colman M, Warner M, Reynolds R, Livermore DM. False-positive extendedspectrum beta-lactamase tests for Klebsiella oxytoca strains hyperproducing K1 betalactamase. J Antimicrob Chemother 2004 Mar;53(3):