KAD-associerad UVI hos 70-årig man med prostatacancer. Urinodling: Escherichia coli > 10 8 / ml Ampicillin R Ciprofloxacin R Cefadroxil R Gentamycin R Cefotaxim R Tobramycin R Ceftazidim I Trimsulfa R Ertapenem S Meropenem S OBS! Stammen bildar ESBL
Kvinna med gallvägscancer, galldrän pga avflödeshinder. Odling på dränsekret: Växt av Enterobacter cloacae Cefotaxim S Ciprofloxacin R Ceftazidim S Gentamycin R Pip/tazo S Tobramycin R Ertapenem S Trimsulfa R Meropenem S Undvik monoterapi med cefalosporiner och piperacillin/tazobactam då risk finns för resistensutveckling under behandling
Kvinna med gallvägscancer, galldrän pga avflödeshinder. Odling på dränsekret: Växt av Enterobacter cloacae Cefotaxim R Ciprofloxacin R Ceftazidim S Gentamycin R Pip/tazo S Tobramycin R Ertapenem S Trimsulfa R Meropenem S Undvik monoterapi med cefalosporiner och piperacillin/tazobactam då risk finns för resistensutveckling under behandling ESBL?
65-årig man. Öppen buk med VAC-behandling efter nekrotiserande pancreatit. Vårdad inneliggande 4 månader. Behandlas för närvarande med meropenem. Odling från bukhåla i samband med VAC-omläggning: Växt av Pseudomonas aeruginosa Ceftazidim R Gentamycin R Pip/tazo S Tobramycin S Imipenem R Ciprofloxacin R Meropenem R
65-årig man. Öppen buk med VAC-behandling efter nekrotiserande pancreatit. Vårdad inneliggande 4 månader. Behandlas för närvarande med meropenem. Odling från bukhåla i samband med VAC-omläggning: Växt av Pseudomonas aeruginosa Ceftazidim R Gentamycin R Pip/tazo S Tobramycin S Imipenem R Ciprofloxacin R Meropenem R ESBLcarba?
Betalaktamresistens hos gramnegativa tarmbakterier Resistensmekanismer viktigt att veta eller inte? ESBL A, ESBL M och ESBL CARBA Co-resistens Fitness cost
Resistensmekanismer - biokemi 1. Nedsatt upptag av antibiotika 2. Aktiv efflux av antibiotika 3. Enzymatisk inaktivering av antibiotika 4. Förändring av, amplifiering av eller skyddande av målmolekylen
Resistensmekanismer Gramnegativ cellvägg Antibiotikamolekyl Porinkanal Yttermembran Periplasmatiska rummet med peptidoglykan Betalaktamas PBP Cytoplasmamembran Effluxpump Ribosom, DNA-gyras
Var i genomet sitter resistensmekanismen? Kromosomalt Mutationer i alternativt ökat eller minskat uttryck av befintliga kromosomala gener Mobila genetiska element Horizontal gene transfer (HGT) Plasmider, transformation, transduktion Kan introducera för arten nya resistensgener Co-resistens vanlig
Resistens hos Trimetoprimkänsliga resp trimetoprimresistenta E.coli 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Trimetoprim S Trimetoprim R ampicillin nalidixic acid nitrofurantoin cephadroxil mecillinam
HGT ligger bakom många framgångsrika resistensmekanismer MRSA - genomic island innehållande sccmeca ESBL - plasmid med gen för cefalosporinas VRE - plasmid med vana eller vanb
Fitness cost Förvärvande av resistensmekanism innebär oftast en kostnad för bakterien i form av nedsatt tillväxthastighet. Undantag finns dock ex C.jejuni och kinolonresistens (gyra). Om resistensmekanismen medför en fitness cost spelar selektionstrycket (antibiotikaförekomsten i miljön) en viktig roll för om den resistenta klonen kommer att bli framgångsrik eller inte. Kompliceras av kompensatoriska mekanismer samt co-resistens. Fitness cost är en förutsättning för reversibilitet. Olika resistensmekanismer kan trots identisk fenotyp ha olika fitness cost!
Jan-00 Apr-00 Jul-00 Oct-00 Jan-01 Apr-01 Jul-01 Oct-01 Jan-02 Apr-02 Jul-02 Oct-02 Jan-03 Apr-03 Jul-03 Oct-03 Jan-04 Apr-04 Jul-04 Oct-04 Jan-05 Apr-05 Jul-05 Oct-05 Jan-06 Apr-06 Jul-06 Oct-06 Trimethoprim and trimethoprim-sulfamethoxazole use (prescriptions /1000 inh), 2000-2006 4,50 4,00 3,50 3,00 Kronoberg Sverige 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00
May-90 Nov-90 Jun-91 Dec-91 Jul-92 Jan-93 Aug-93 Mar-94 Sep-94 Apr-95 Oct-95 May-96 Dec-96 Jun-97 Jan-98 Jul-98 Feb-99 Aug-99 Mar-00 Oct-00 Apr-01 Nov-01 May-02 Dec-02 Jun-03 Jan-04 Aug-04 Feb-05 Sep-05 Mar-06 Oct-06 Apr-07 Nov-07 No of Isolates Isolat med TRI R 80 70 60 50 40 30 20 10 0 TRI R tot Singel TRI R
Cefalosporinresistens hos gramnegativer Kromosomal AmpC Plasmidmedierad ESBL A ESBL M ESBL CARBA
AmpC
AmpC Genen finns i kromosomen hos många gramnegativa tarmbakterier. Betalaktamasaktivitet, E.coli bryter ner PgG med detta enzym. Vid förhöjt uttryck bryter ned cefalosporiner. Hos vissa bakteriearter inducerbart uttryck av genen (induceras av många betalaktamer inklusive betalaktamasinhibitorer). Enzymet hämmas inte av klavulansyra men in vitro av oxacillin.
Har kromosomalt ampc: Enterobacter spp Citrobacter freundii Serratia marcescens Morganella morganii Har inte kromosomalt ampc: Proteus mirabilis Klebsiella pneumoniae Salmonella spp. m.fl. Pseudomonas aeruginosa** Acinetobacter baumanii ** E.coli * m.fl. *ej inducerbart uttryck **stegvis inducerbart
Inducerbart ampc Inducerande substans, t.ex. antibiotika Mutation i regulator-gen (ampd eller ampr) AmpC Inducerat AmpC Hyperinducerat AmpC (ökad transkription) (kraftigt ökad transkription) Hydrolyserar: Bensyl-pc Bensyl-pc Bensyl-pc Ampicillin Ampicillin Cefuroxim Cefuroxim Cefotaxim Ceftazidim Pip/tazo (?)
AmpC kombinationer AmpC kan binda karbapenemer men hydrolyserar dessa långsamt. Samtidigt porinförlust (eller effluxpump) lägre konc av preparatet i periplasman kan medföra ex. IMI I/R Karbapenemresistens hos pseudomonas innefattar oftast denna kombination av resistensmekanismer 21
Resistens hos P.aeruginosa Miljöbakterie många system för att skydda sig mot gifter i omgivningen, ex. tungmetaller Porinnedreglering, effluxpumpar, ampc m.m. Stegvis uppreglering av dessa mekanismer. Extrem impermeabilitet karbapenemresistens (troligen hög fitness cost). ESBLcarba? Alltid av metallobetalaktamastyp (nu även KPC). Ger alltid resistens mot samtliga av följande: ceftazidim, pip/tazo, imipenem, meropenem. 22
Klinisk relevans av kromosomalt ampc? Risk för resistensutveckling under behandling med 3:e gen cefalosporiner ca 5%. Troligen högst risk hos Enterobacter spp (8-19%). Högre risk om bakteriemi och framför allt vid gallvägsinfektion i samband med malign sjukdom. Kombinationsbehandling minskar inte säkert risken för resistens (möjligen undantaget ciprofloxacin). Klonala utbrott av ampc-hyperproducerande E.cloacae finns beskrivna men verkar inte vara ett utbrett problem. I England utgörs dock 30-40% av enterobacterisolaten från inneliggande patienter av ampc-hyperproducerande stammar.
Plasmidburen cefalosporinresistens ESBL = plasmidburet betalaktamas med aktivitet mot 3:e generationens cefalosporiner Olika klassificeringar finns, mest praktisk: ESBL A ESBL M ESBL CARBA 24
ESBL A (klassisk ESBL) Medför resistens mot 3:e gen cefalosporiner Hämmas av klavulansyra Samlingsbegrepp för ca 130 olika enzymer CTX-M-15 dominerar i Sverige. Genen har sitt ursprung i Kluyvera spp. 25
ESBL M (miscellaneous) Medför resistens mot 3:e gen cefalosporiner Hämmas av oxacillin in vitro = Plasmidburen ampc-gen Många varianter finns, olika ursprung (Enterobacter, Citrobacter m.m.) 26
ESBL CARBA (karbapenemaser) Plasmidburet betalaktamas med hydrolytisk effekt på karbapenemer Medför nästan alltid resistens mot 3:e gen cefalosporiner (OBS! undantag OXA-48) Samlingsbegrepp för ett antal olika enzymer, inkl. metallobetalaktamaser, NDM-1, KPC m.fl. Olika enzymer hämmas av olika inhibitorer (ex. borsyra, dipikolinsyra, EDTA). Fenotypisk verifiering ofta svår. PCR bl.a. på SMI. Hydrolys-assay? 27
Detektion av ESBL-A 28
Detektion av ESBL-M 29
ESBL spridning Lägre cost benefit än kromosomal resistens? Sjukhusutbrott Beskrivet från många länder K.pneumoniae dominerar Även ESBL M och ESBL CARBA Spridning utanför sjukhus Ökar i alla länder E.coli dominerar 30