Antibiotikaresistens: mikrobiologi, epidemiologi

Antibiotikaresistens: mikrobiologi, epidemiologi SILF Höstutbildning 2017-10-23 Inga Fröding Specialistläkare, Klinisk mikrobiologi Karolinska Universitetssjukhuset, Huddinge inga.froding@sll.se

Svåra fall sommaren 2016 Neutropen feber, blododling: Pseudomonas aeruginosa Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... R Meropenem...R Gentamicin...R Amikacin... R Ciprofloxacin... R Bukabscess efter levertransplantation: Klebsiella pneumoniae ESBL Trimetoprim-sulfa... R Ertapenem... R Cefotaxim...R Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... I Meropenem...R Gentamicin...R Amikacin... I Ciprofloxacin... R

Frågor som väcks Hjälp! Hur ska jag behandla?? När får jag kompletterande resistensbesked?...va? Men varför kan inte de vanliga metoderna användas? Vilken roll spelar resistensmekanismen för resistensmönstret? Hur vanligt är det här? Är det här vardag i andra länder? Hur blir det i framtiden? Resistensutveckling?

Fokus på MDR Gramnegativa stavar Aktuellt resistensläge ESBL och karbapenemresistens Global epidemiologi Spridning, högriskkloner Bärarskap ESBL-CARBA genotyper Nya och nygamla antibiotika mikrobiellt spektrum och resistens SIR-systemet och utmaningar inom resistensbestämning

Antibiotikaresistens Miljöbakterier Patogener/opportunister Naturlig resistens Bärarskap VS Förvärvad resistens Klinisk infektion Lindrig infektion Allvarlig infektion

Vilka bakterier orsakar allvarliga infektioner? S. pneumoniae S. aureus E. coli Enterococcus spp. K. pneumoniae P. aeruginosa Acinetobacter spp. E. coli S. aureus K. S. pneumoniae S. aureus E. coli Enterococcus spp. K. pneumoniae P. aeruginosa Acinetobacter spp. S. pneumoniae S. aureus E. coli Enterococcus spp. K. pneumoniae P. aeruginosa Acinetobacter spp. S. pneumoniae S. aureus E. coli Enterococcus spp. K. pneumoniae P. aeruginosa Acinetobacter spp.

Gramnegativa stavar: skillnader i Europa 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Acinetobacter P. aeruginosa K. pneumoniae E. coli Ökning av Acinetobacter baumanniikomplexet 0% Germany Norway Greece Italy France Poland USA - HAI EARS-Net annual report 2012 (ECDC). Sievert et al. Infect Control Hosp Epidemiol. 2013;34:1-14.

WHO prioriterar MDR Gramnegativer högt Critical priority: Karbapenemresistenta Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteriaceae Prioritization of pathogens to guide discovery, research and development. WHO 2017 (WHO/EMP/IAU/2017.12)

Antal nya fall Anmälningspliktig resistens i Sverige nya fall 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 ESBL MRSA VRE PNSP* ESBL-CARBA 2 000 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Folkhälsomyndigheten

Spridning av resistens två sätt Spridning av resistensgener - plasmidöverföring Klonal smittspridning - bakterier

MLST Multilocus locus sequence typing Vad är en klon? Sekvensering av 7 st s.k. housekeeping-gener Utvalda för varje art => lagom variation inom arten Bra för att karakterisera kloner som sprider sig i samhället Relateras till annan data: geografi, infektionstyp, virulensgener, resistensgener

Multilocus sequence typing PCR 7 olika gener Sekvensering Allelassignment i databas Kombinationen av alleler ger ST

Vad är en klon? MLST-definition Isolat Gen A Gen B Gen C Gen D Gen E Gen F Gen G Exempel STbeteckning 1 1 1 1 1 1 1 1 ST1 2 1 1 1 1 1 1 2 ST2 3 1 1 1 1 1 2 2 ST3 4 1 1 1 1 2 2 2 ST4 Två isolat med samma ST har identisk sekvens i alla 7 housekeeping - gener Klonala komplex brukar definieras som samma allel i 5-6 gener dessa är besläktade

Rekombinering vanligt försvårar tolkning Klonal, ingen rekombinering Rekombinering inom huvudgrenar Panmictic/epidemic Smith JM. PNAS 1993

Minimal spanning tree, MLST 7 gener CC131 CC101 CC73 CC10 CC38 CC46 CC156 CC448 CC23 CC405

Core genome MLST - 2500 gener har högre upplösning CC23 CC101, 5 alleles CC10 CC131 CC405 CC38

Högriskkloner (HiRC) Högriskkloner kännetecknas av att: De är associerade med resistensmekanismer av stor klinisk betydelse OCH Har förmåga att spridas med hög effektivitet inom slutenvård ELLER Har förmåga att orsaka allvarlig (invasiv sjukdom) ELLER Har förmåga att effektivt kolonisera normalfloran hos människor i längre perioder Högriskkloner är en viktig förklaring till spridning av resistens.

Plasmider klassificeras i Inc-grupper Promiskuösa plasmider IncA/C: (t ex NDM-1 i Indien) sprider sig både mellan tarmbakterier och besläktade arter tex Pseudomonas IncF: från E. coli, sprider sig främst mellan tarmbakterier - en huvudorsak till att CTX-M endast hittas hos tarmbakterier IncI2, IncX4: mcr-1 Bidragit till hög spridning mellan tarmbakterier från djur till människor Andra inc-grupper finns med variabel förmåga att överföras mellan bakteriefamiljer. WGS kommer att revolutionera plasmidkarakterisering Zurfluch, Antimicrobial Resistance and Inf Control, 2017

Resistensläge, ESBL, högriskkloner och bärarskap

Resistensläge E. coli Cefalosporinresistens (ESBL) 2003 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

E. coli kombinerad resistens mot cefalosporiner, kinoloner och aminoglykosider 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

K. pneumoniae med ESBL-resistens, 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

Evolution av gramnegativ resistens Känsliga Gram-negativa patogener 1960-talet Ampicillin Resistent Escherichia coli TEM SHV serine -lactamases 1980-talet Resistent E. coli, Klebsiella spp. och P. aeruginosa AcrAB bla SHV bla TEM Cefalosporiner AmpC-type -lactamases Resistent E. coli, Klebsiella spp., P. aeruginosa, Enterobacter spp. CTX-M-15 VIM IMP NDM-1 KPC OXA-48 Porin-förlust 1990-2000-talet Karbapenemer 1. Hawkey. Antimicrob Chemother. 2008;62:i1-9. 2 Hawkey and Jones. J Antimicrob Chemother. 2009;64:i3-10. 3. Bush. Antimicrob. Agents Chemother. 2010;54:969-76.4. Livermore. Clin Infect Dis. 2002;34:634-40.5. Olivares et al. Front Microbiol. 2013;4:103. 23

Bärarskap av ESBL ökar snabbt Woerther P et al. Clin. Microbiol. Rev. 2013;26:744-758 24

Bärarskap av ESBL i tarmen kan vara långvarigt Pat Clin isol 1m 3m 6m 12m 1 2 3 4 5 ns ns 6 7 8 9 ns 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ns 20 21 22 ns 23 24 25 26 Factor Carriers (%) Non-carriers (%) p Blood stream infection 23 3 0.04 Carbapenem treatment 19 3 0.07 Phylogroup B2 52 21 0.04 ST131 39 17 0.13 41% bär på ESBL efter ett år Ibland flyttas ESBL-generna över till en ny stam i tarmfloran Negativ odling utesluter inte bärarskap Titelman et al. CMI 2014

Spridning av ESBL sker i miljön - Europa Olika studier: Människor: 10% är ESBL-bärare Livsmedel kyckling: ESBL mycket vanligt Döda råttor - Tyskland: 16% (9/56) bar på ESBL Vattenreningsverk undersökning av vattenprover i kommunala reningsverk: Polen: ESBL i 100% (63/63 prover) Österrike: ESBL i 61% (44/72 prover)

Bärare i befolkningen har stammar med lägre virulens Svensk befolkning: 4.7% är ESBL-bärare Risk: resor till Asien, Afrika OR 3,6 Ny et al. JAC 2016

Högriskklon: E. coli O25b ST131 Uropatogen klon som har förvärvat CTX-M Nästan alltid kinolonresistent Ca 40% av ESBL E. coli i Sverige tillhör denna klon Ofta associerad med samhällsförvärvade infektioner Även hittat i kött och bland sällskapsdjur Rapporterad från hela världen ST-131 Mathers, Clinical Microbiology Reviews, 2016

De flesta som förvärvar ESBL på resor får inte virulenta stammar Vading 2016, JAC

En ESBL teori: ESBL förvärvad i samhället Frisk bärare ESBL försvinner ESBL förvärvad i samhället Sjuk bärare UVI ESBL förvärvad på sjukhus Bärarskap Invasiv infektion

Resistensläge och mekanismer karbapenem resistens

ESBL, plasmidmedierad AmpC och karbapenemaser ESBL A CTX-M SHV TEM ESBL M (plasmid-ampc) CMY DHA Karbapenemaser (ESBL CARBA ) KPC VIM NDM OXA-48-like OXA-23-, -24, -58-like

Karbapenemresistent men ej ESBL CARBA? Gramnegativ cellvägg Antibiotikamolekyl Porinkanal Yttermembran Periplasmatiska rummet med peptidoglykan ESBL-A betalaktamas PBP Cytoplasmamembran Porinförlust: Antbiotika kommer inte in. Ger resistens i kombination med ampc och ESBL

Olika karbapenemaser och ursprunglig förekomst

Olika karbapenemaser och ursprunglig förekomst NDM New Delhi MBL Indien Ofta extremt multiresistenta Metallobetalaktamaser - MBL VIM Verona integronencoded MBL Italien IMP Japan, Asien Nu ovanliga Vanligaste karbapenemaser hos Pseudomonas aeruginosa

Olika karbapenemaser och ursprunglig förekomst OXA-48 Svagt karbapenemas, svårare att påvisa Turkiet, mellanöstern R mot Pip-taz, amoxi-clav, temocillin Kan vara S mot cefalosporiner/meropenem NDM New Delhi MBL Indien Ofta extremt multiresistenta Metallobetalaktamaser - MBL VIM Verona integronencoded MBL Italien IMP Japan, Asien Nu ovanliga Vanligaste karbapenemaser hos Pseudomonas aeruginosa

Olika karbapenemaser och ursprunglig förekomst KPC Klebisella pneumoniae Carbapenemase USA, Grekland Klonal spridning ST258 OXA-48 Svagt karbapenemas, svårare att påvisa Turkiet, mellanöstern R mot Pip-taz, amoxi-clav, temocillin Kan vara S mot cefalosporiner/meropenem NDM New Delhi MBL Indien Ofta extremt multiresistenta Metallobetalaktamaser - MBL VIM Verona integronencoded MBL Italien IMP Japan, Asien Nu ovanliga Vanligaste karbapenemaser hos Pseudomonas aeruginosa

Klon som är intimt förknippad med spridning av KPC K. pneumoniae ST258 Initialt USA, sedan Israel, Grekland och sporadiska fall i övriga europeiska länder Har förmåga att orsaka invasiv infektion

Vilka patienter får invasiv infektion med K. pneumoniae? Vading et al 2016. Manuscript. 39

Karbapenemresistenta K. pneumoniae 2006 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

Karbapenemresistenta E. coli, 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

CPE spridning i Europa uppskattning av experter No case reported 2013 2015 Sporadic occurrence Single hospital outbreaks Sporadic hospital outbreaks Regional spread Interregional spread Endemic situation Not participating or not reporting Non-EU/EEA countries Glasner C et al., Eurosurveillance 2015 18(28). Albiger B, et al. Eurosurveillance 2015 20(45)

ESBL CARBA i Sverige Inhemsk smittspridning 2016? Närbesläktade kliniska fall core genome MLST siffran visar antal SNPs (single nucleotide polymorphisms) E. coli ST167 CTX-M, CIT, NDM-5 E. coli ST405 CIT, NDM-5 Folkhälsomyndigheten

P. aeruginosa karbapenemresistens, 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

P. aeruginosa med MDR, 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

Acinetobacter spp. och karbapenemer, 2015 EARS-Net, Data från blododlingsisolat, ECDC, jan 2017

Bild: Science photo library Paus

Svåra fall sommaren 2016 Neutropen feber, blododling: Pseudomonas aeruginosa Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... R Meropenem...R Gentamicin...R Amikacin... R Ciprofloxacin... R Bukabscess efter levertransplantation: Klebsiella pneumoniae ESBL Trimetoprim-sulfa... R Ertapenem... R Cefotaxim...R Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... I Meropenem...R Gentamicin...R Amikacin... I Ciprofloxacin... R VIM-positiv ESBL CARBA -utredning pågår

Mentometerfråga 1 Går det att förutspå resistensmönstret för kolistin, ceftazidim-avibaktam och ceftolozan-tazobaktam med det du vet i nuläget? Fall 1: P. aeruginosa, multiresistent, VIM-positiv. Fall 2: K. pneumoniae, multiresistent, ESBL CARBA -utredning pågår. 1. Både 1 och 2: Kan vara känsliga för alla tre alternativ, men resistensbestämning krävs. 2. Fall 1: Kan vara känslig för alla tre alternativ, men resistensbestämning krävs. Fall 2: Troligen känslig enbart för kolistin. 3. Fall 1: Troligen känslig enbart för kolistin. Fall 2: Kan vara känslig för alla tre alternativ, men resistensbestämning krävs. 4. Både 1 och 2: Troligen känsliga enbart för kolistin.

Vilka antibiotikaalternativ står till buds? Antibiotika ESBL A ESBL M KPC MBL OXA-48 MDR Pseudomonas utan MBL Meropenem ++ ++ +- +- +- +- +- Temocillin + + +- - - - - Ceftolozantazobaktam Ceftazidimavibaktam + - - - - + - ++ ++ ++ - ++ ++ - Kolistin + + + + + + + MDR Acinetobacter

Olika karbapenemaser behandlingsalternativ vid MDR KPC Klebisella pneumoniae Carbapenemase USA, Grekland Klonal spridning ST258 Beh alternativ vid MDR: Ceftazidim-avibaktam Kolistin+kombination OXA-48 Svagt karbapenemas, svårare att påvisa Turkiet, mellanöstern R mot Pip-taz, amoxi-clav, temocillin Kan vara S mot cefalosporiner och meropenem Beh alternativ vid MDR: Ceftazidim-avibaktam Kolistin+kombination Metallobetalaktamaser MBL Beh alternativ vid MDR: Kolistin + kombi. NDM New Delhi MBL Indien Ofta extremt multiresistenta Vanligaste karbapenemaser hos Pseudomonas aeruginosa VIM Verona integronencoded MBL Italien IMP Japan, Asien Nu ovanliga

Kolistin: Kolistimetat Tadim i.v. (Nigaard Pharma) Indikation Vuxna och barn, inklusive nyfödda, med allvarliga infektioner som orsakats av vissa aeroba gramnegativa patogener hos patienter med begränsade behandlingsalternativ God aktivitet mot De flesta Enterobacteriaceae ESBL A, M och CARBA Acinetobacter Pseudomonas Saknar aktivitet mot Vissa Enterobacteriaceae: Proteus Serratia Providencia Morganella Grampositiva bakterier

Kolistin-användning Veterinärmedicin 5:e mest använda antibiotika inom EU/EAA Humanmedicin Användning: Topikalt för ögon och öroninfektioner Cystisk fibros-patienter (i.v eller inhalation) Kirurgiprofylax via s.k. SDD = selective digestive tract disinfection Behanling av vårdrelaterade infektioner med MDR gramnegativer

Kolistinanvändning i humanmedicin 600 gånger lägre användning än i veterinärmedicin Fortfarande låg användning i EU Sverige och Norge lägst användning Signifikant ökande trender i flera EU-länder Följer ökningen av vårdrelaterade infektioner orsakade av MDR Gram-negativer Source: ECDC Summary of the latest data on antibiotic consumption in the European Union, ESAC-Net surveillance data, November 2015 (ECDC, 2015)

Kolistin destabiliserar cellmembranet och inaktiverar LPS Förutsättning för effekt: negativ laddning i lipid A = gramnegativa bakterier Martis, Journal of infection, 2014

Ökad positiv laddning i Lipid A => Svagare interaktion med polymyxiner Kolistinresistens - mekansimer Ökad positiv laddning kan ske genom Kromosomala mutationer MgrB eller PmrB kinas => ökad arn transkription => ökad produktion av del av LPS som är mer positivt laddad + + + + + + Regulatoriskt system => utvecklar lätt resistens under behandling Plasmidmedierad resistens: Mcr - gener Martis, Journal of infection, 2014. Giske, CMI, 2015.

Kolistinresistens - förekomst Osäkra data EARS-Net 2015: Art Andel testade Andel resistenta Andel av Karba R E. coli 16% 1,1% 6,2% K. pneumoniae 26% 8,8% 32% P. aeruginosa 43% 0,8% - A. baumannii 59% 4,1% - Grekland och Italien står för majoriteten av både testade och resistenta isolat (95% av kolistinresistenta K. pneumoniae) Majoriteten utgörs sannolikt av kromosomal resistens.

December 2015: plasmidburen kolistinresistens

Hur ger MCR-1 resistens? Fosfoetanolamin transferas (finns även hos Neisseria, Paenibacillus) + + + + ++ Fosfoetanolamin läggs till lipid A Ökad positiv laddning i lipid A Lägre affinitet för colistin mot lipid A

Hur hög resistens ger MCR-1? Isolat med MCR-1 MIC 4-16 mg/l

Kolistinresistens är främst ett problem vid samtidig karbapenemresistens 2013, Kanada: 62-årig kvinna tidigare vårdad i Egypten med sigmoideumperforation. E. coli med både bla OXA-48 och mcr-1 2014, Tyskland: patient med infekterat fotsår med E. coli med både bla KPC-2 och mcr-1 2014, Italien: barn med leukemi, screening. K. pneumoniae med bla KPC-3 och mcr-1.2 2014, USA: Urinvägsinfektion med E. coli med bla NDM-5 och mcr-1 2015, Schweiz: 83-årig man med urinvägsinfektion med E. coli med bla VIM och mcr-1 2015, Belgien: Sårodling med E.coli med bla OXA-48 och mcr-1 2017, Portugal: urinodling efter ileusoperation, behandling med meronem och colistin. E.coli med bla KPC-3 och mcr-1. Ellis C, et al. Diagn Microbiol Infect Dis 2013; Yang J. Toronto Star (5 January 2016); Falgenhauer L, et al. Lancet Infect Dis 2016; Poirel L, et al. Lancet Infect Dis 2016; Di Pilato V, et al. Antimicrob Agents Chemother 2016. Mediaville et al., mbio 2016

Internationella åtgärder för att motverka kolistinresistens Juli 2016: EMA påbjuder minimering av kolistin-användning inom veterinärmedicin Kolistin är andrahandspreparat Mål: minskning med 65% på EU-nivå Förbättrad miljö för djuren för att minska infektioner Maj-juni 2016: Nya metoder för resistensbestämning, screeningtester, utvecklas 2017-2019: ECDC inför övervakningsprogram för karbapenem- och kolistin-resistenta Enterobactericaeae => snabbt identifiera högriskkloner som bär på båda resistenser EMA Updated advice on the use of colistin products in animals within the European Union: development of resistance and possible impact on human and animal health. 27 July 2016

Kolistinresistens i Sverige Tom april 2017: 6 fall av mcr-resistens identifierade Övervakning - Folkhälsomyndigheten samlar in: ESBL-CARBA, helgenomsekvensering => letar mcr-gener Kolistinresistenta Enterobacteriaceae (nytt from 1 okt 2017)

Kolistinresistens på Karolinska 2017 Pat. Provlokal Art MIC Kolistin Kommentar Screening sår Acinetobacter baumannii >8 R 1 Sputum Klebsiella pneumoniae ESBL-CARBA 4 R Dränagespets Pseudomonas aeruginosa VIM-positiv 8 R Vårdad i Grekland, koloniserad med alla tre i trakealsekret mm 2 Abscess Pseudomonas aeruginosa 16 R Kronisk protesinfektion/amputation. Långvarig karbapenem- och kolistinbehandling 3 Sputum, CF Pseudomonas aeruginosa 4 R CF-patient, Kolonisation troligen minst sedan 2013 4 Blod Escherichia coli ESBL 8 R AmpC + porinförlust => karbapenemresistent. Långvarig karbapenem- och kolistinbehandling Alla isolaten karbapenemresistenta Majoriteten har erhållit behandling med kolistin innan fynd Okänd mekanism, troligen kromosomal Okänd resistensfrekvens endast karbapenemresistenta har undersökts för kolistin.

Ceftolozan-tazobaktam Zerbaxa (MSD) Indikation Komplicerad och hög UVI Komplicerad intraabdominell infektion - i kombination med metronidazol Ny cefalosporin baserad på ceftazidim (förbättrad PBP-affinitet) Kombination med tazobaktam främst av betydelse för ESBL-A Förbättrad aktivitet mot MDR Pseudomonas ESBL-A Ceftolozan Saknar aktivitet mot ESBL-CARBA, ESBL-M, Pseudomonas med MBL Acinetobacter

Ceftolozan-tazobaktam Zerbaxa (MSD) Pseudomonas aeruginosa S R Brytpunkt: S 4 mg/l R>4 mg/l 65% av multiresistenta Pseudomonas aeruginosa var känsliga (S) för ceftolozan-tazobaktam Tato, Int J Antimicrob Agents, 2015

Ceftolozan-tazobaktam Escherichia coli Klebsiella pneumoniae S R S R Brytpunkt S 1 mg/l, R>1 mg/l

Kliniska studier ceftolozan-tazobaktam FAS III: ASPECT ciai non - inferiority Intraabdominella infektioner vs meropenem 1 g x 3 Endpoint: klinisk respons 83% utläkning jämfört med 87% för meropenem FAS III: ASPECT cuti non - inferiority Komplicerad UVI vs levofloxacin 750 mg x 1 i.v. Endpoint: inga symtom och uropatogen <10 4 CFU/mL vid TOC runt 1 v efter sista dos 77% utläkning jmf med 68% för levofloxacin Utvärdering på karbapenemresistenta isolat: Munita, CID, 2017: 35 fall av karbapenemresistenta P. aeruginosa som beh. med ceftolozan-tazob. 87% känsliga in vitro (av 30 resistensbestämda) Utläkning 70% i monoterapi, 87% som del av kombinationsterapi Haidar, CID, 2017: 21 fall av karbapenemresistenta P. aeruginosa som beh. med ceftolozan-tazob. Alla initalt känsliga in vitro. 3 utvecklade resistens under behandling. Utläkning 71% Wright, CMI, 2017. Munita, CID, 2017. Haidar, CID, 2017.

Ceftazidim-avibaktam Zavicefta (AstraZeneca) Indikation Komplicerad och hög UVI Komplicerad intraabdominell infektion - i kombination med metronidazol Sjukhusförvärvad pneumoni (inkl VAP) Infektioner med MDR Gramnegativa bakterier med få andra alternativ God aktivitet mot ESBL-A, -M vissa ESBL-CARBA (KPC, OXA-48) Pseudomonas Saknar aktivitet mot MBL (metallobetalaktamas- NDM, VIM) Acinetobacter Kliniska studier: Fas II och III: non-inferiority jmf. karbapenemer 70-90% utläkning i båda grupper Avibaktam Shields et al 2016, retrospektiv studie, USA 37 pat med Enterobacteriaceae, karbapenem=r 59% utläkning 8% resistensutveckling under behandling Falcone, J Antimicrob Chemother. 2016 / Shields, Clin inf dis, 2016

PKPD indikerar att brytpunkten bör vara 8 mg/l PKPD-target: ceftazidim ft>mic 50% och inhibitor ft>1 mg/l 50%

Aktivitet av preparat i fas II/III Finns det fler hopp? = Cefiderocol Falagas ME et al. Expert Review of Anti-infective Therapy 2016; 14:747-763, Wright, CMI, 2017

Neutropen feber, blododling: Pseudomonas aeruginosa Antibiotikum MIC SIR Ceftazidim >256 mg/l R Piperacillin-tazobaktam.. - R Imipenem >32 mg/l R Meropenem >32 mg/l R Gentamicin >256 mg/l R Amikacin >256 mg/l R Ciprofloxacin >32 mg/l R VIM-positiv

Mentometerfråga 2 Hur behandlar du patienten i väntan på kompletterande resistensbestämning? 1. Ceftolozan-tazobaktam Det är särskilt utvecklat för ökad effekt på multiresistenta P. aeruginosa. 2. Ceftazidim-avibaktam Avibaktam är den bredaste och mest effektiva betalaktamashämmaren. 3. Kolistin + rifampicin + meropenem Jag har sett i något PM att man bör kombinationsbehandla. 4. Kolistin + rifampicin Stammen är höggradigt resistent mot meropenem, kombinationsbehandling tillför inget. 5. Kolistin Stammen är resistent mot möjliga kombinationspreperat, kombinationsbehandling tillför inget.

Resistensbestämning av kombinations-preparat och kolistin - Hur svårt kan det vara?

Vad är antibiotikaresistens? Olika perspektiv Klinisk: hög sannolikhet för terapisvikt Molekylärbiologisk: närvaro av resistensgener Bakteriologisk: tillhör ej normalpopulationen

MIC- Minsta hämmande koncentration Buljongrör med stigande antibiotikakoncentration i hela spädningssteg (mg/l) Samma mängd bakterier tillsätts i alla rör Läses av efter 24 timmars inkubation..0,06 / 0,12 / 0,25 / 0,5 / 1,0 / 2,0 / 4 / 8 / 16 / 32 mg/l MIC = Den lägsta koncentration som fullständigt hämmar synlig växt

Vad betyder S I R på resistensbeskedet? E. coli Ciprofloxacin MIC 17 877 observationer (82 datakällor) EUCAST reference database Normalpopulationen slutar LÅG antibiotikakoncentration krävs för hämmning HÖG antibiotikakoncentration krävs för hämmning

Vad betyder S I R på resistensbeskedet? Brytpunkten baseras på: Farmakokinetiska data vilken koncentration uppnås i blodbanan med standarddosering. Kliniska data Klinisk behandlingseffekt vid olika MIC-värden Bakteriepopulationens MIC-fördelning (undvika att dela en population) => Sannolikhet för framgångsrik terapi

Vad betyder S I R på resistensbeskedet? E. coli Ciprofloxacin MIC 17 877 observationer (82 datakällor) EUCAST reference database S I R Normalpopulationen slutar LÅG antibiotikakoncentration krävs för hämmning HÖG antibiotikakoncentration krävs för hämmning

S S I R systemet definitioner = Känslig (Sensitive) Infektionen kan förväntas svara på behandling med detta antibiotikum vid dosering rekommenderad för denna typ av infektion. I = Intermediär Behandlingseffekten med detta medel är osäker. Bakterien kan svara på behandling med doser som är högre än normaldosering. R = Resistent Klinisk effekt av behandling med detta medel är osannolik. Bakterien har förvärvat betydelsefulla resistensmekanismer eller är naturligt resistent mot medlet.

Resistensbestämning av bakterier metoder som används Rutinmetoder (S/I/R): MIC- bestämning: Diskdiffusion Automatiserade metoder Gradienttest Mikrobuljong- Agarspädning spädning

FDA-krav för godkännande av metod för resistensbestämning 150 testade isolat, varav en viss andel ska vara resistenta 90 % categorical agreement (korrekt SIR) och essential agreement (±1 spädningssteg) 1.5 % falsk känslighet (very major error) 3 % falsk resistens (major error) När FDA godkänner saknas ofta isolat med komplexa resistensmekanismer Nya resistensmekanismer Låggradig, men klinisk relevant, resistens => Problem med pågående resistensbestämningsmetoder upptäcks fortlöpande

Kombinationspreparat - betalaktamantibiotika Amoxicillin klavulansyra Piperacillin tazobaktam Ceftolozan tazobaktam Ceftazidim avibaktam (Ampicillin sulbactam)

Resistensbestämning mot piperacillin-tazobaktam Rutinmetoder (S/I/R): MIC- bestämning: Diskdiffusion Automatiserade metoder Gradienttest Mikrobuljong- Agarspädning spädning (Anaerober)

Resistensbestäming mot piperacillin-tazobaktam Diskdiffusion? Välfungerande diskdiffusion: Cefotaxim Fungerar acceptabelt: Piperacillin-tazobaktam http://www.eucast.org/ast_of_bacteria/calibration_and_validation

Automatiserad metod Resistensbestäming mot piperacillin-tazobaktam automatiserade metoder? Generell underskattning av resistens svar S istället för I Minor error: 10% NordicAST workshop 2017

Resistensbestämning mot piperacillin-tazobaktam gradienttester? Exempel Bacteroides fragilis - gruppen År Metod: Gradienttest Resistensfrekvens (R+I) 2015 Piperacillin-tazobaktam Företag A 32 % Företaget återkallar produkten efter att EUCAST påtalat problemen

Vilken metod fungerar? Bacteroides fragilis - gruppen År Metod: Gradienttest Resistensfrekvens (R+I) 2015 Piperacillin-tazobaktam Företag A 32 % 2016 jan-mars Piperacillin-tazobaktam Företag B <1 % EUCAST WARNING!

Vilken metod fungerar? Bacteroides fragilis - gruppen År Metod: Gradienttest Resistensfrekvens (R+I) 2015 Piperacillin-tazobaktam Företag A 32 % 2016 jan-mars Piperacillin-tazobaktam Företag B <1 % Hur stor andel av B. fragilis - gruppen har nedsatt känslighet för piperacillin-tazobaktam? Åtgärd: införande av agarspädning på Karolinska = referensmetod för anaeroba bakterier

Varför är det så svårt med kombinationspreparat? Två olika preparat som samverkar Fast gradient i remsan svårt att tillverka Fungerar olika bra vid olika MIC QC-stammar får ofta korrekt resultat

Resistensbestämning mot piperacillin-tazobaktam Rutinmetoder (S/I/R): MIC- bestämning: Diskdiffusion (Aeroba bakterier) Automatiserade metoder Gradienttest Mikrobuljongspädning Agarspädning (Aeroba bakterier) (Anaerober)

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 No of isolates Resistensbestämning mot kolistin diskdiffusion? Välfungerande diskdiffusion: Cefotaxim Fungerar ej: Kolistin Colistin 25 µg vs. MIC Enterobacteriaceae, 50 isolates 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 Inhibition zone diameter (mm) http://www.eucast.org/ast_of_bacteria/calibration_and_validation/ NordicAST workshop 2017

Resistensbestämning mot kolistin gradienttest? (Etest, MICE ) Generell underskattning av resistens Very major error (VME): 12/75 = 16% NordicAST workshop 2017

Varför fungerar inte diffusionsmetoder för kolistin? Stor molekyl => diffunderar dåligt i agarn => lika stora zoner i princip oavsett MIC-värde

Rutinmetoder (S/I/R): Resistensbestämning mot Kolistin Diskdiffusion Automatiserade metoder MIC- bestämning: Gradienttest Mikrobuljongspädning

Pågående lösning Större laboratorier: Inför mikrobuljongspädningsmetoder => 1 dygn innan svar på MIC-bestämning Mindre laboratorier: Skickar stam till referens-lab => Betydligt längre svarstid (upp till 1 vecka)

Svåra fall sommaren 2016 Hur gick det? Neutropen feber, blododling: Pseudomonas aeruginosa VIM-positiv Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... R Meropemen...R Gentamicin...R Amikacin... R Ciprofloxacin... R Kolistin....S Ceftolozan-tazobaktam...R Ceftazidim-avibaktam... R Bukabscess, levertranspl. Klebsiella pneumoniae ESBL ESBL A + porinförlust Trimetoprim-sulfa... R Ertapenem... R Cefotaxim...R Ceftazidim... R Piperacillin-tazobaktam.. R Imipenem... I Meropemen...R Gentamicin...R Amikacin... I Ciprofloxacin... R Kolistin... S Ceftolozan-tazobaktam... R Ceftazidim-avibaktam...S

Sammanfattning 1 (2) Ökning av karbapenemresistens hos Enterobacteriaceae, Pseudomonas och Acinetobacter är av WHO högt prioriterat område. Resistensläge blododlingar 2015 EARS-Net: ESBL: Italien, Grekland Frankrike/Spanien Nordeuropa E. coli 20-30% 10-15% 5-10% Klebsiella pneumoniae 55-70% 20-30% 2-8% Karbapenemresistens Italien, Grekland Frankrike/Spanien Nordeuropa E. coli <1% <0,1% <0,1% Klebsiella pneumoniae 30-60% 0,5-2% <0,1% Pseudomonas 20-40% 16-20% 4-8% Acinetobacter 80-90% 5-50% 2-5% Kolistinresistens: Okänd frekvens pga avsaknad av screening Ovanligt, men ökande frekvens. Högre resistens hos karbapenemresistenta isolat, särskilt i Grekland och Italien. Stor risk för resistensutveckling vid singelbehandling

Sammanfattning 2 (2) Högriskloner - tex E. coli ST131 (ESBL) och K. pneumoniae ST258 (CARBA KPC) står för stor del av spridningen Bärarskap och/eller klinisk infektion beror på både bakteriella faktorer och värdfaktorer. Genotypen ger viktiga ledtrådar till känslighet för ceftolozan-tazobaktam och ceftazidim-avibaktam. Alltid resistensbestämning innan behandling med dessa preparat! Resistensbestämning av kombinationspreparat och kolistin är svårt! Kolistin: buljong MIC Kombinationspreparat med betalaktamantibiotika: Aeroba bakterier: Diskdiffusion och buljong MIC Anaeroba bakterier piperacillin-tazobaktam: Agarspädning referensmetod

Lärandemål Kunna beskriva de viktigaste trenderna inom antibiotikaresistens nationellt och internationellt Förstå de viktigaste resistensmekanismerna Kunna diskutera de viktigaste orsakerna till spridning av resistens, med fokus på så kallade bakteriella högriskkloner Få kännedom om nya preparat som registrerats under de senaste två åren och deras möjliga plats i terapin Förstå SIR-systemet och principerna för att fastställa SIR-gränser Förstå utmaningarna vid resistensbestämning av några av de nya antibiotikapreparaten

Bild: Science photo library Tack!