Ocena wrażliwości na tygecyklinę klinicznych szczepów pałeczek Campylobacter jejuni opornych na tetracyklinę *

Transkrypt

1 MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2010, 62: Sebastian Wardak 1, Jolanta Szych 2 Ocena wrażliwości na tygecyklinę klinicznych szczepów pałeczek Campylobacter jejuni opornych na tetracyklinę * 1 Laboratoria Analiz Lekarskich ALAB, Kierownik: mgr Zofia Węska 2 Zakład Bakteriologii NIZP - PZH w Warszawie Kierownik: prof. dr hab. M. Jagielski Oceniono wrażliwość na tygecyklinę opornych na tetracyklinę szczepów pałeczek Campylobacter jejuni izolowanych na terenie kraju w latach Stwierdzono, że wszystkie badane szczepy wykazywały in vitro wrażliwość na tygecyklinę. Oznaczona wartość MIC tetracykliny i tygecykliny wobec badanych szczepów wyniosła odpowiednio od 8 do 256 mg/l dla tetracykliny oraz 0,06 mg/l dla tygecykliny. W wielu krajach pałeczki C. jejuni są najczęściej izolowanym czynnikiem etiologicznym bakteryjnych zakażeń przewodu pokarmowego u ludzi (2, 4). Drobnoustroje te wywołują u ludzi odzwierzęcą chorobę zakaźną zwaną kampylobakteriozą przebiegającą najczęściej pod postacią zapalenia żołądkowo-jelitowego lub zapalenia jelit (10). Pałeczki Campylobacter sporadycznie mogą wywołać bardzo groźne w skutkach zakażenia ogólnoustrojowe takie jak posocznica, czy zapalenie opon mózgowo- rdzeniowych, zwykle u osób z grup wysokiego ryzyka (osoby ze skrajnych grup wiekowych, kobiety w ciąży, osoby z niedoborami odporności). Obserwowano także infekcje w obrębie jamy brzusznej takie jak: ostre zapalenie wyrostka robaczkowego, zapalenie pęcherzyka żółciowego, wrzodziejące zapalenie okrężnicy, zapalenie węzłów chłonnych krezki, ropnie narządów wewnętrznych. Pałeczki Campylobacter fetus mogą wywołać infekcje wewnątrzmaciczne i zakażenia okołoporodowe. Ponadto obserwowane są także późne powikłania kampylobakteriozy jak np. zespół Guillain-Barré, zespół Millera-Fishera czy reaktywne zapalenie stawów. Szczególnie ciężki przebieg choroby, zwłaszcza u osób z grup wysokiego ryzyka, wymaga leczenia etiotropowego. Lekami z wyboru w takich przypadkach są antybiotyki z grupy makrolidów (10, 12). U dorosłych pacjentów stosowane są często antybiotyki z innych grup jak np. tetracykliny. W ostatniej dekadzie na całym świecie zaobserwowano narastanie oporności na antybiotyki i chemioterapeutyki wśród bakterii wywołujących zakażenie przewodu pokarmowego, w tym także rosnącą lekooporność pałeczek z rodzaju Campylobacter (12). Stale podejmowane są próby poszukiwania nowych antybiotyków lub modyfikowania cząsteczek już istniejących, * Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach jako projekt badawczy nr 0473/B/P01/2010/38

2 346 S. Wardak, J. Szych Nr 4 które pozwoliłyby przezwyciężyć problem rozprzestrzeniania się oporności wśród bakterii. W ostatnich latach na rynek wprowadzono kilka nowych chemioterapeutyków, wśród nich tygecyklinę zarejestrowaną przez FDA (US Food and Drug Administration) i przez EMEA (European Medicines Agency) odpowiednio w 2005 i 2006 roku. Tygecyklina jest syntetycznym analogiem tetracyklin, zaliczanym do nowej grupy glicylocyklin, powstałym w wyniku modyfikacji cząsteczki minocykliny w wyniku czego uzyskano nowy antybiotyk o szerokim spektrum działania wobec zarówno bakterii Gram-ujemnych jak i Gram-dodatnich (1, 5, 7, 9, 11). W Polsce tygecyklina zarejestrowana jest do leczenia zakażeń skóry i tkanki podskórnej oraz ciężkich zakażeń wewnątrzbrzusznych. Ze względu na stwierdzone szersze spektrum działania i większą aktywność tygecykliny niż jej pierwowzoru tetracykliny, szczególnie interesujące jest badanie wrażliwości na tygecyklinę szczepów bakteryjnych wykazujących oporność na tetracyklinę. Ponadto w piśmiennictwie światowym poza dwoma doniesieniami brak jest informacji o wrażliwości pałeczek Campylobacter na powyższy lek (6, 8). Celem obecnej pracy było zbadanie wrażliwości na tygecyklinę szczepów C. jejuni wykazujących oporność wobec tetracykliny. MATERIAŁ I METODY S zczepy bakteryjne. Przedmiotem badań było 94 opornych na tetracyklinę szczepów pałeczek C. jejuni spośród 306 przebadanych izolatów tych drobnoustrojów wyosobnionych od ludzi ze sporadycznych przypadków zakażeń w latach zarówno w Zakładzie Bakteriologii NIZP-PZH jak i innych laboratoriach mikrobiologicznych na terenie kraju. Podstawą identyfikacji Campylobacter sp. było stwierdzenie wzrostu w warunkach mikroaerofilnych (generatory warunków mikroaerofilnych CampyGen OXOID) i brak wzrostu w warunkach tlenowych, zdolność wytwarzania katalazy i oksydazy, dodatni wynik testu na hydrolizę octanu indoksylu oraz zdolność ruchu. Różnicowanie w obrębie rodzaju Campylobacter prowadzono na podstawie zdolności do hydrolizy hipuranu sodu. Reidentyfikacja izolatów pałeczek C. jejuni. Wszystkie nadsyłane do badań izolaty pałeczek C. jejuni były reidentyfikowane. Przynależność do określonego gatunku pałeczek Campylobacter stanowiących przedmiot badań została potwierdzona w reakcji PCR. Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z wytycznymi zaproponowanymi przez Global Foodborne Infections Network (dawniej WHO Global Salm-Surv), zgodnie z metodyką opisaną przez Vandamme i wsp. (13). Jako kontrolę użyto referencyjnych szczepów C. jejuni ATCC oraz C. coli ATTC Oznaczenie lekowrażliwości szczepów. Wrażliwość na tetracyklinę (Sigma) i tygecyklinę (Wyeth) badanych szczepów określono metodą oznaczenia najmniejszego stężenia hamującego (MIC) na podłożu stałym Mueller - Hinton z 5% dodatkiem krwi baraniej (biomerieux). Jako kontroli użyto referencyjnego szczepu C. jejuni ATCC Hodowlę inkubowano przez 24 godz. w temp. 42 C w warunkach mikroaerofilnych. Interpretacji wyników dokonywano zgodnie z zaleceniami EUCAST stosując uniwersalne punkty odcięcia, niezwiązane z określonymi gatunkami bakterii tzw. non species related braekpoints (3). Szczep uznawano za oporny, jeżeli wartość MIC wynosiła 4 mg/l dla tetracykliny i 0,5 mg/l dla tygecykliny.

3 Nr 4 Wrażliwość na tygecyklinę C. jejuni 347 WYNIKI I ICH OMÓWIENIE W krajach Unii Europejskiej pałeczki Campylobacter należą do najczęściej izolowanych etiologicznych czynników zatruć pokarmowych pochodzenia bakteryjnego u ludzi (2). Zakażenia pałeczkami Campylobacter, zwłaszcza o bardzo ostrym przebiegu lub dotyczące osób z grup wysokiego ryzyka, mogą wymagać zastosowania antybiotykoterapii. Poza makrolidami w leczeniu ostrych przypadków kampylobakteriozy stosowane są teracykliny i fluorochinolony. Antybiotyki z grupy tetracyklin są ważną grupą antybiotyków stosowanych u dorosłych ludzi w zakażeniach spowodowanych przez wiele gatunków bakterii. Antybiotyki te należą do leków o działaniu bakteriostatycznym, a mechanizm działania polega na blokowaniu biosyntezy białka drobnoustrojów. Obserwowany w wielu krajach gwałtowny wzrost odsetka szczepów Campylobacter opornych na antybiotyki i chemioterapeutyki stanowić może poważny problem dla zdrowia publicznego, ze względu na ograniczenie możliwości skutecznego leczenia wymagających tego zakażeń. W badaniach własnych oznaczenia lekowrażliwości klinicznych szczepów C. jejuni izolowanych w naszym kraju, finansowanych przez międzynarodową sieć doskonałości MED-VET-NET, NIZP-PZH oraz częściowo ze środków na naukę jako projekt badawczy nr NN przeprowadzonych, metodą E-test zaobserwowano wzrost odsetka szczepów opornych na tetracyklinę z 8,8-13,7% w latach (15, 17) do 23% w latach (14, 16). Natomiast w roku 2008 pośród 164 badanych szczepów pałeczek C. jejuni, które stanowiły 60% wszystkich izolowanych w Polsce szczepów należących do rodzaju Campylobacter (wg. danych NIZP-PZH w 2008 roku w Polsce zarejestrowano 271 przypadków kampylobakteriozy), 66 szczepów wykazywało oporność na ten antybiotyk (dane nieopublikowane). Tak więc odsetek szczepów tetracyklinoopornych wzrósł do poziomu aż 40%. Co więcej szczepy te wykazywały także prawie w 80% przypadków (52 z 66 szczepów) oporność na ciprofloksacynę, co wykluczyło zastosowanie fluorochinolonów w przypadku konieczności włączenia etiotropowego leczenia zakażeń wywołanych przez pałeczki C. jejuni. W związku z obserwowanym na całym świecie narastaniem lekooporności bakterii od wielu lat firmy farmaceutyczne prowadzą badania mające na celu poszukiwanie nowych, bądź modyfikację obecnie stosowanych antybiotyków i chemioterapeutyków. Tygecyklina jest jednym z najnowszych antybiotyków na rynku farmaceutycznym. Jest ona syntetycznym analogiem tetracykliny powstałym w wyniku modyfikacji struktury antybiotyku przez przyłączenie grupy 9-t-butylglicyloamidowej do minocykliny (7, 9, 11). Zmiana ta pozwoliła na uzyskanie antybiotyku o szerszym spektrum działania niż tetracyklina, obejmującym zarówno bakterie Gram-dodatnie jak i Gram-ujemne. Ponadto antybiotyk ten wykazał aktywność wobec opornych na wiele innych leków bakterii takich jak np. metycylinooporne szczepy Staphylococcus aureus (MRSA), wankomycynooporne szczepy Enterococcus fecalis (VRE), oraz oporne na tetracyklinę, aminoglikozydy, karbapenemy, fluorochinolony i wytwarzające ESBL pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae (11). W obecnych badaniach przeprowadzono ocenę wrażliwości na tygecyklinę 94 szczepów pałeczek C. jejuni opornych na tetracyklinę, izolowanych na terenie kraju w latach Wartość MIC tetracykliny dla badanych szczepów oznaczona metodą rozcieńczenia antybiotyku w podłożu wynosiła od 8 do 256 mg/l (Tabela I). W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wszystkie szczepy wykazywały in vitro wrażliwość na tygecyklinę. Oznaczona wartość MIC tygecykliny wyniosła 0,06 mg/l (Tabela I). Podobne wyniki uzyskali

4 348 S. Wardak, J. Szych Nr 4 Tabela I. Wartości MIC (w mg/l) tetracykliny oraz tygecykliny wobec badanych szczepów pałeczek C. jejuni (n=94) Wartość MIC tetracykliny Liczba szczepów Wartość MIC tygecykliny Liczba szczepów ,50 0,25 0,125 0,06 0,03 0, Rodríguez-Avial i wsp. (8), którzy także stwierdzili całkowitą wrażliwość in vitro na tygecyklinę badanych szczepów Campylobacter sp. Autorzy ci przeprowadzili badania 236 klinicznych szczepów Campylobacter sp. spośród których 166 (70%) i 199 (84%) wykazywało oporność odpowiednio na tetracyklinę i ciprofloksacynę. Stwierdzili oni całkowitą wrażliwość na tygecyklinę zarówno pośród szczepów opornych jak i wrażliwych na tetracyklinę i ciprofloksacynę. Zaobserwowali też, że zakres wartości MIC tygecykliny dla badanych szczepów wyniósł od 0,03 do 0,06 mg/l z wartością MIC 90 0,06 mg/l. Także badania przeprowadzone metodą E-test przez Lehtopolku i wsp. (6) na grupie 238 szczepów Campylobacter pochodzących z kolekcji szczepów izolowanych od ludzi w Finlandii w latach wskazują na wysoką wrażliwość tych drobnoustrojów na tygecyklinę. Wartości MIC 50 i MIC 90 tygecykliny dla szczepów Campylobacter opornych na erytromycynę wyniosły odpowiednio 0,008 i 0,023 oraz 0,008 i 0,032 mg/l dla szczepów wrażliwych na ten antybiotyk. Wyniki uzyskane w obecnych badaniach, przeprowadzonych na dobrze scharakteryzowanej grupie szczepów pałeczek C. jejuni opornych na tetracyklinę, wskazujące na pełną wrażliwość badanych szczepów C. jejuni na tygecyklinę, mogą pozwolić na ewentualną zmianę zaleceń dotyczących terapii ostrych zakażeń wewnątrz jamy brzusznej pałeczkami Campylobacter w przypadku szczepów lekoopornych lub przy braku tolerancji organizmu pacjenta dla standardowego leczenia antybiotykami z grupy makrolidów. Należy jednak pamiętać, że nowe leki stanowią często ostatnią możliwość leczenia zakażeń wywołanych przez wielolekooporne szczepy różnych bakterii. Rosnące zużycie antybiotyków i chemioterapeutyków zarówno w profilaktyce jak i w leczeniu zakażeń ludzi i zwierząt doprowadza do rozprzestrzeniania się w środowisku szczepów bakterii chorobotwórczych dla człowieka, opornych na stosowane leki. Nieprawidłowo prowadzona terapia antybakteryjna może prowadzić do selekcji opornych szczepów bakteryjnych, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia człowieka. Bez wprowadzenia dokładnego monitoringu zużycia antybiotyków kosztowne badania mające na celu wprowadzenie nowych, ulepszonych antybiotyków, mogą więc szybko zakończyć się porażką. Tak więc, pomimo wykazanej w obecnej pracy oraz w badaniach przeprowadzonych przez innych autorów wrażliwości na tygecyklinę tetracyklinoopornych szczepów C. jejuni, należy pamiętać, że bez uzasadnionych wskazań każde zastosowanie antybiotyku o rozszerzonym spektrum działania, lub jego nadużywanie, może doprowadzić wkrótce do szybkiego nabycia i narastania oporności również na ten nowy lek, nie tylko u pałeczek z rodzaju Campylobacter ale także bakterii należących do innych rodzajów. Podziękowania Autorzy dziękują firmie Wyeth za udostępnienie preparatu tygecykliny w substancji.

5 Nr 4 Wrażliwość na tygecyklinę C. jejuni 349 S. Wardak, J. Szych Tigecicline susceptibilities of tetracycline-resistant Campylobacter jejuni clinical strains isolated in Poland SUMMARY Campylobacteriosis is a significant public health problem in many developed countries. Campylobacter jejuni is one of the leading causes of food-borne gastroenteritis and enteritis in humans. Treatment of campylobacteriosis is required in severe clinical infections, extraintestinal infections and in immunocompromised patients. Erythromycin is the proposed drug of choice for the treatment of Campylobacter infections. However, tetracycline and fluoroquinolones (ciprofloxacin) are also clinically effective agents for treating infections caused by Campylobacter spp. High prevalence of C. jejuni resistant to fluoroquinolone and tetracycline have been recently reported in many countries. In human medicine new agents for the treatment of many serious infections are acutely needed in hospital practice. Tigecycline is a member of a new group of antibiotics - the glycylcyclines with an expanded microbiological spectrum. In our study we will determine the susceptibility of polish, resistant to tetracycline clinical C. jejuni isolates to tigecycline. All 94 tetracycline-resiststant C. jejuni strains, with MICs between 8 and 256 mg/l, isolated between 2007 and 2008 were susceptible to tigecycline, with MICs 0,06 mg/l. Tigecycline may has potential theraputic role in the treatment of serious Campylobacter infections. PIŚMIENNICTWO 1. Bhattacharya M, Parakh A, Narang M. Tigecycline. J Postgrad Med 2009; 55: EFSA report: The community summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks, in the European Union in EFSA Journal; (1): European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). fileadmin/src/media/pdfs/eucast_files/disk_test_documents/eucast_breakpoints_v1.1.pdf 4. Friedman C R, Nejmann J, Wegener HC, Tauxe RV. Epidemiology of Campylobacter jejuni infections in the United States and other industrialized nations, [W:] Nachamkin I, Blaser M J. Campylobacter, wydanie II, Washington, DC, ASM Press 2000: Jamal WY, Al Hashem G, Khodakhast F, Rotimi VO. Comparative in vitro activity of tigecycline and nine other antibiotics against gram-negative bacterial isolates, including ESBL-producing strains. J Chemother 2009; 21: Lehtopolku M, Nakari UM, Kotilainen P i inni. Antimicrobial susceptibilities of multidrug-resistant Campylobacter jejuni and C. coli strains: in vitro activities of 20 antimicrobial agents. Antimicrob Agents Chemother 2010; 54: Peterson LR. A review of tigecycline the first glycylcycline. Int J Antimicrob Agents 2008; 32: Rodríguez-Avial I, Rodríguez-Avial C, López O i inni. In vitro activity of tigecycline (GAR-936) and other antimicrobials against tetracycline- and ciprofloxacin-resistant Campylobacter clinical isolates. Int J Antimicrob Agents 2006; 27: Sacha P, Jasiński W, Wieczorek P i inni. Tygecyklina wrażliwość in vitro wybranych patogenów izolowanych z zakażeń ropnych. Zakażenia 2010; 1: Skirrow MB, Blaser MJ. Clinical aspects of Campylobacter infection, [W:] Nachamkin I i Blaser M J. Campylobacter, wydanie II, Washington, DC, ASM Press 2000: Stefaniuk E i Hryniewicz W. Tygecyklina pierwszy antybiotyk z grupy glicylocyklin. Medycyna Zakażeń 15:

6 350 S. Wardak, J. Szych Nr Taylor DE i Tracz DM. Mechanisms of antimicrobial resistance in Campylobacter, [W] Ketley JM i Konkel ME. Campylobacter. Molecular and cellular biology, Norfolk, UK, Horizon Bioscience 2005: Vandamme P, Dewhirst FE, Paster BJ, On SLW. Campylobacteraceae Vandamme and De Ley 1991, [W:] Garrity GM, Brenner DJ, Krieg NR, Staley JT. Bergey s manual of systematic bacteriology, wydanie II, Vol. 2, Część C, New York, Springer 2005: Wardak S, Jagielski M. Ocena przydatności wybranych metod genotypowych i fenotypowych do wewnątrzgatunkowego różnicowania pałeczek Campylobacter jejuni oraz Campylobacter coli izolowanych od ludzi. I. Przydatność biotypowania, określania profilu lekooporności i profilu plazmidowego oraz plazmidowego wzoru restrykcyjnego. Med Dośw Mikrobiol 2009; 61: Wardak S, Szych J, Cieślik A, Borowski W. Zakażenia pałeczkami Campylobacter u dzieci leczonych w SZPZOZ im. Dzieci Warszawy w Dziekanowie Leśnym, Oddział w Warszawie w latach Pediatria Pol 2005; 80: Wardak S, Szych J, Duda U. Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów pałeczek Campylobacter sp. izolowanych od ludzi w latach w regionie bielsko-bialskim. Med Dośw Mikrobiol 2007; 59: Wardak S, Szych J, Zasada AA, Gierczyński R. Antibiotic resistance of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli clinical isolates from Poland. Antimicrob Agents Chemother 2007; 51: Otrzymano: r. Adres Autora: Warszawa, ul. Stępińska 22/30, ALAB Laboratoria Sp. z o. o.