Oporność na wysokie stężenia aminoglikozydów wśród szczepów Enterococcus faecalis i Enterococcus faecium wyosobnionych z materiału klinicznego

Transkrypt

1 MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2011, 63: Sylwia Kożuszko, Agata Białucha, Tomasz Bogiel, Eugenia Gospodarek Oporność na wysokie stężenia aminoglikozydów wśród szczepów Enterococcus faecalis i Enterococcus faecium wyosobnionych z materiału klinicznego Katedra i Zakład Mikrobiologii Collegium Medicum im. L. Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Kierownik: dr hab. n. med. Eugenia Gospodarek, prof. UMK Przeprowadzono analizę lekowrażliwości szczepów Enterococcus sp. o fenotypie oporności na wysokie stężenia aminoglikozydów izolowanych z materiału klinicznego w latach Wyosobniono 1124 szczepów w tym E. faecalis i E. faecium. Wśród izolowanych szczepów 430 (38,3%) posiadało fenotyp HLAR, 480 (42,7%) HLGR, a 214 (19%) HLSR. Paciorkowce z rodzaju Enterococcus uznawane za fizjologiczną mikroflorę dolnego odcinka układu pokarmowego. W ciągu ostatnich dwóch dekad stały się one istotnym czynnikiem zakażeń szpitalnych. Zdolność tych bakterii do wywoływania ciężkich i nierzadko zagrażających życiu zakażeń, takich jak: bakteriemie, zapalenie wsierdzia, zakażenia wewnątrzbrzuszne i ran oraz wzrastająca oporność na antybiotyki stanowią wyzwanie terapeutyczne (4, 6). Ciężkie zakażenia o etiologii Enterococcus wymagają długotrwałego leczenia skojarzonego opartego na antybiotyku beta-laktamowym w połączeniu z aminoglikozydem. W zakażeniach z udziałem enterokoków opornych na penicyliny, lekami z wyboru są glikopeptydy skojarzone z aminoglikozydem, rifampicyną bądź linezolidem. Enterokoki o fenotypie oporności na wysokie stężenia aminoglikozydów (High Level Aminoglycoside Resistance, HLAR), beta-laktamy i wankomycynę (Vancomycin Resistant Enterococcus, VRE) mogą stanowić podstawę niepowodzeń terapeutycznych (9). Pierwsze szczepy Enterococcus faecalis oporne na wysokie stężenie streptomycyny (High Level Streptomycin Resistance, HLSR) izolowano w 1973 roku (5), a gentamicyny (High Level Gentamicin Resistance, HLGR) - w 1979 roku (10). Celem pracy była retrospektywna analiza częstości izolacji szczepów E. faecalis i E. faecium o fenotypach: HLAR, HLSR i HLGR od pacjentów Szpitala Uniwersyteckiego nr 1 im. dr. A. Jurasza Collegium Medicum im. L. Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (SU CM UMK) w latach , z uwzględnieniem lekowrażliwości, materiału klinicznego i oddziałów, w których leczeni byli chorzy.

2 106 S. Kożuszko i inni Nr 2 MATERIAŁ I METODY Badaniem objęto 597 szczepów E. faecalis i E. faecium izolowanych od pacjentów SU CM UMK między 2007 rokiem a pierwszą połową 2010 roku w Zakładzie Mikrobiologii Klinicznej. Z badań wykluczono izolaty o takim samym wzorze lekowrażliwości pochodzące od tego samego chorego. Pochodzenie tych szczepów zostało przedstawione w tab. I. Materiał kliniczny, z którego wyosobniono badane szczepy enterokoków, został ujęty na rycinie 1. Identyfikację szczepów E. faecalis i E. faecium przeprowadzano na podstawie morfologii kolonii na podłożu Enterococcosel Agar (Becton Dickinson), podłożu Collumbia Tabela I. Pochodzenie enterokoków o fenotypie oporności na wysokie stężenia aminoglikozydów (n=1124) Jednostka organizacyjna Liczba Odsetek szczepów szczepów Klinika Chirurgii Dziecięcej ,4 Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii ,0 Klinika Chirurgii Ogólnej i Naczyń ,3 Klinika Chirurgii Ogólnej i Endokrynologicznej 103 9,2 Klinika Pediatrii Hematologii i Onkologii 89 7,9 Klinika Transplantologii i Chirurgii Ogólnej 52 4,6 Klinika Kardiologii i Klinika Kardiochirurgii 41 3,6 Wojewódzki Szpital Obserwacyjno-Zakaźny 38 3,4 Klinika Rehabilitacji 36 3,2 Klinika Dermatologii 34 3,0 Klinika Urologii 31 2,8 Klinika Chorób Wewnętrznych 26 2,3 Klinika Ortopedii 25 2,2 Klinika Pediatrii Alergologii i Gastroenterologii 22 2,0 Klinika Endokrynologii i Diabetologii 20 1,8 Klinika Neurochirurgii 18 1,6 Klinika Geriatrii 17 1,5 Klinika Otolaryngologii 16 1,4 Szpital Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Administracji w Bydgoszczy 9 0,8 Poradnie/Ambulatorium* 83 7,4 Inne** 29 2,6 Ogółem ,0 * Poradnia Chirurgii Naczyń (n=14), Chirurgiczna (n=13), Ambulatorium (n=13), Urologiczna (n=11), Ginekologiczna (n=10), Urazowo-Ortopedyczna (n=8), Chirurgii Dziecięcej (n=4), Dermatologiczna (n=2), Nefrologiczna (n=2), Rehabilitacyjna (n=2), Kardiochirurgiczna (n=1), Audiologiczna (n=1), Konsultacji Dializy Otrzewnowej (n=1), Otolaryngologiczna (n=1), ** Ośrodek Transplantacji Szpiku Kostnego (n=8), Stacja Dializ (n=7), Klinika Neurologii (n=6), Klinika Chirurgii Plastycznej (n=5), Oddział Opieki Paliatywnej (n=2), Zakład Medycyny Sądowej (n=1)

3 Nr 2 Wrażliwość na aminoglikozydy Enterococcus sp. 107 Wymaz z rany 362 Wymaz z odleżyny Kał Rodzaj materiału Płyny z jam ciała Wymaz z odbytu Ropa Krew Wymaz z owrzodzenia Wymaz ze skóry Wymaz z pochwy Wymaz z gardła i migdałków Wymaz ze stomii Wymazy z cewki moczowej, napletka i sromu Popłuczyny pęcherzykowo-oskrzelowe Nasienie Żółć Wysięk Fragment tkanki Wymaz z przetoki Sok żołądkowy Płyn mózgowo-rdzeniowy Płyn konserwujący nerkę Wymaz z worka spojówkowego * Biomateriał ** Inne Rycina 1. Materiał kliniczny, z którego izolowano szczepy enterokoków o fenotypie oporności na wysokie stężenia aminoglikozydów (n=1124) * dren (n=25), cewnik (n=11), proteza (w tym naczyniowa) (n=6), wkłucie centralne (n=4), siatka (n=2) i zastawka (n=1) ** dwie próbki z: wymazu z przedsionka nosa, wydzieliny z dróg oddechowych, moczu, wymazu z miejsca wkłucia, płynu dializacyjnego i po jednej z: wymazu z jamy ustnej, plwociny, mleka, płynu stawowego Agar (Graso) z 0,4% tellurynianem potasu (Sigma) oraz wyników reakcji biochemicznych uzyskanych za pomocą testów Rapid ID 32 Strep (BioMérieux). Lekowrażliwość szczepów Enterococcus sp. oznaczano metodą krążkowo-dyfuzyjną według Kirby-Bauera, stosując warunki standaryzacji wymagane przez Clinical and Labo-

4 108 S. Kożuszko i inni Nr 2 ratory Standards Institute (CLSI) (7) oraz Krajowy Ośrodek Referencyjny ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów (KORLD) (13). Do wykonania antybiogramu używano podłoża Mueller-Hinton Agar (BioMérieux) i zawiesiny bakteryjnej o gęstości 0,5 według skali MacFarland. Stosowano krążki z penicyliną (10 IU), ampicyliną (10 µg), gentamicyną (120 µg), streptomycyną (300 µg), wankomycyną (30 µg), teikoplaniną (30 µg), tetracykliną (30 µg), chloramfenikolem (30 µg), rifampicyną (5µg), linezolidem (30 µg) (Becton Dickinson). Hodowle inkubowano godzin (dla wankomycyny - 24 godziny) w temperaturze C, w atmosferze tlenowej. Interpretację wyników oceny lekowrażliwości przeprowadzono w oparciu o tabele CLSI (7) na podstawie pomiaru średnic [mm] stref zahamowania wzrostu bakterii wokół krążków z antybiotykami. Metodą przeglądową według CLSI oznaczano szczepy HLAR stosując podłoże Brain Heart Infusion Agar (BioMérieux) z gentamicyną 500 µg/ml i streptomycyną 2000 µg/ml oraz szczepy VRE stosując podłoże Brain Heart Infusion Agar z wankomycyną (6 µg/ml). Do kontroli oceny lekowrażliwości i oznaczania szczepów HLAR stosowano szczepy wzorcowe: Staphylococcus aureus ATCC 25923, E. faecalis ATCC 29212, E. faecalis ATCC WYNIKI Spośród 6137 szczepów rodzaju Enterococcus wyosobnionych w latach z materiału klinicznego, 1124 (18,3%) wykazywało oporność typu HLAR. Do gatunku E. faecalis należało 597 (53,1%) szczepów, a do E. faecium (46,9%). Fenotyp HLAR oraz HLSR występował częściej u gatunku E. faecalis (odpowiednio 45,7% i 27,5%) niż E. faecium (odpowiednio 29,8% i 9,5%). Fenotyp HLGR występował dwukrotnie częściej wśród szczepów E. faecium niż E. faecalis. Zależność pomiędzy gatunkiem, a występowaniem fenotypów HLAR, HLGR i HLSR została przedstawiona w tabeli II. Tabela II. Występowanie fenotypów HLAR, HLGR i HLSR wśród badanych gatunków E. faecium i E. faecalis Liczba szczepów o fenotypie oporności na wysokie stężenie gentamicyny i/lub Fenotyp streptomycyny oporności E. facalis E. faecium Ogólna liczba szczepów n=597 53,1% n=527 46,9% n=1124 HLAR 273* 45,7** , ,3 HLGR , , ,7 HLSR ,5 50 9, ,0 * liczba szczepów opornych ** odsetek szczepów opornych Lekooporność szczepów przedstawiono w tabeli III. Wykazano wyższe odsetki szczepów E. faecium niż E. faecalis opornych na wankomycynę, teikoplaninę i rifampicynę, z czego największe różnice odnotowano wśród szczepów o fenotypie HLAR. Odsetek szczepów opornych na tetracyklinę i chloramfenikol był wyższy wśród E. faecalis (odpowiednio 89,6-97,7% i 34,7-48,6%) niż E. faecium (odpowiednio 31,1 53,7% i 3,4 10,8%). Również w tym przypadku szczepy o fenotypie HLAR wykazywały najwyższe wartości odsetków

5 Nr 2 Wrażliwość na aminoglikozydy Enterococcus sp. 109 Tabela III. Lekooporność szczepów Enterococcus sp. wśród fenotypów HLAR, HLGR i HLSR Antybiotyk HLAR (n=430) HLGR (n=480) HLSR (n=214) E. faecalis (n=273) E. faecium (n=157) E. faecalis (n=160) E. faecium (n=320) E. faecalis (n=164) E. faecium (n=50) Penicylina G 27* 273** 9,9*** , , , , ,0 Ampicylina , , , , , ,0 Doksycyklina , , , , , ,5 Tetracyklina , , , , , ,7 Chloramfenikol , , , , , ,8 Rifampicyna , , , , , ,3 Wankomycyna , , , , , ,6 Teikoplanina , , , , , ,0 Linezolid , , , , , ,0 * liczba szczepów opornych ** liczba szczepów badanych *** odsetek szczepów opornych

6 110 S. Kożuszko i inni Nr 2 izolatów opornych na tetracyklinę i chloramfenikol. Jeden szczep o fenotypie HLAR był oporny na linezolid. Występowanie szczepów enterokoków średniowrażliwych na wankomycynę (Vancomycin Intermediate Enterococcus, VIE), VRE i opornych na glikopeptydy (Glycopeptide Resistant Enterococcus, GRE) wśród szczepów o fenotypie HLAR, HLGR i HLSR ujęto w tabeli IV. Najwyższe wartości odsetków szczepów VIE, VRE i GRE odnotowano wśród E. faecium, odpowiednio: 12.7%, 16,6% i 10,2% wśród szczepów HLAR, 8,8%, 11,3% i 7,8% wśród szczepów HLGR oraz 10,0%, 12,0% i 2,0% wśród szczepów HLSR. Tabela IV. Oporność na glikopeptydy wśród enterokoków o fenotypach HLAR, HLGR i HLSR HLAR HLGR HLSR Fenotyp oporności VIE VRE GRE E. faecalis (n=273) 5* 1,8** 5 1,8 0 0,0 E. faecium (n=157) 20 12, , ,2 E. faecalis (n=160) 6 3,8 1 0,6 0 0,0 E. faecium (n=320) 28 8, ,3 25 7,8 E. faecalis (n=164) 2 1,2 0 0,0 0 0,0 E. faecium (n=50) 5 10,0 6 12,0 1 2,0 * - liczba szczepów opornych ** - odsetek szczepów opornych DYSKUSJA Powszechne stosowanie antybiotyków o szerokim zakresie działania sprzyja udziałowi enterokoków, jako bakterii oportunistycznych, w zakażeniach szpitalnych (11, 16). Z punktu widzenia klinicznego i mikrobiologicznego konieczne jest oznaczanie fenotypów oporności na aminoglikozydy i glikopeptydy, w celu zastosowania skutecznej antybiotykoterapii, która w zakażeniach z udziałem szczepów o fenotypie HLAR wymaga leczenia skojarzonego. W badaniach własnych enterokoki o fenotypie oporności HLAR stanowiły 18,3% wszystkich szczepów z rodzaju Enterococcus. Jest to niski odsetek w porównaniu z wynikami badań przeprowadzonych w Klinice Transplantologii Szpitala Uniwersyteckiego w Warszawie (86%) (12) oraz podanych przez autorów z Indii (40 i 46%) (1, 15). Odsetek szczepów enterokoków HLAR w badaniach skandynawskich wyniósł od 1,1-27,6% w zależności od obszaru objętego badaniem (18). Badaniu poddano dwa gatunki enterokoków, które mają największe znaczenie kliniczne. E. faecalis stanowił 53,1% szczepów o fenotypach HLAR, HLGR i HLSR, a E. faecium - 46,9%. Najwyższy odsetek szczepów E. faecium należał do fenotypu opornego na oba aminoglikozydy: gentamicynę i streptomycynę (45,7%), natomiast E. faecalis częściej ujawniał fenotyp HLGR (60,7%). Badania Oncu i wsp. (17) wykazały wyższy odsetek szczepów o fenotypie HLSR (74%) niż HLGR (52%) wśród E. faecium. Odwrotnie niż w przypadku E. faecalis, wśród których odsetki wynosiły odpowiednio, 20 i 30%. Podobne wyniki, jednak o mniejszych różnicach w odsetkach, otrzymali badacze brazylijscy (14). Emaneini i wsp. (8) wykazali wśród E. faecium fenotyp HLGR oraz HLSR, odpowiednio w 56 i 78%, a u E. faecalis w 50 i 69%.

7 Nr 2 Wrażliwość na aminoglikozydy Enterococcus sp. 111 W badaniach własnych, wśród fenotypów: HLAR, HLSR i HLGR, wykazano wysoki odsetek szczepów opornych na penicylinę i ampicylinę wśród E. faecium (96,0-100,0%). Wartości odsetków szczepów opornych na tetracyklinę i chloramfenikol były wyższe wśród E. faecalis, odpowiednio 89,6-97,7% i 34,7-48,6%, natomiast na rifampicynę wśród E. faecium (70,3-92,9%). Wśród badanych izolatów enterokoków tylko jeden szczep był oporny na linezolid i wynik ten nie odbiega od opublikowanych przez innych badaczy (2, 14, 15, 17, 18, 20). Współwystępowanie u badanych szczepów enterokoków fenotypów HLAR i GRE zostało udowodnione. Szczególnie gatunek E. faecium charakteryzuje się występowaniem oporności na te grupy antybiotyków. Zależność ta nie została potwierdzona w wynikach uzyskanych przez innych badaczy lub odsetki szczepów GRE były niskie (1, 2, 3, 14, 17, 20). Najwyższy odsetek szczepów o fenotypach HLAR, HLSR i HLGR izolowano od chorych z Kliniki Chirurgii Dziecięcej (16,4%), Anestezjologii i Intensywnej Terapii (12,0%), Chirurgii Ogólnej i Naczyń (10,3%), Chirurgii Ogólnej i Endokrynologicznej (9,2%) oraz Pediatrii, Hematologii i Onkologii (7,9%). Pochodzenie wyosobnionych szczepów HLAR od pacjentów wymienionych klinik wskazuje na obecność czynników, które predysponują do zakażeń enterokokami. Szczególnie narażeni są chorzy po zabiegach chirurgicznych, z chorobami nowotworowymi, leczeni hematologicznie, bądź w stanie ciężkim leczeni na oddziałach intensywnej terapii (4). Wpływ tego rodzaju czynników na występowanie szczepów HLGR został dowiedziony przez Vigani i wsp. (19). Zależność pomiędzy czynnikami predysponującymi do zakażeń a izolacją szczepów HLAR dotyczy rodzaju materiału klinicznego, z którego izolowano enterokoki. Izolaty z wymazów z ran stanowiły 32,2%, wymazy z odleżyn 9,3%. Większość autorów przedstawiających wyniki dotyczące rodzaju materiału klinicznego, z którego wyosobniono enterokoki HLAR podaje mocz i krew, jako główny materiał (1, 2, 3, 8). W przedstawionych badaniach szczepy HLAR stanowiły 5,4% izolatów z krwi i 0,2% z moczu. Należy wziąć pod uwagę fakt, że badano tylko szczepy o fenotypach HLAR, HLSR i HLGR. S. Kożuszko, A. Białucha, T. Bogiel, E. Gospodarek High level of aminoglycoside resistance among Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium strains SUMMARY Enterococcus sp. strains are believed as important reason of serious nosocomial infections currently. These infections are cured by using combination of beta-lactams and aminoglycosides for their treatment. Enterococcus sp. resistant to high-level doses of aminoglycosides, beta-lactams and vancomycin are responsible for therapeutic failure. The aim of our study was to evaluate the incidence of isolation and susceptibility to antibiotics of HLAR Enterococcus sp. strains isolated between 2007 and 2010 from the patients of University Hospital No. 1 of dr A. Jurasz Collegium Medicum of L. Rydygier in Bydgoszcz Nicolaus Copernicus University in Toruń. Amongst 6137 Enterococcus sp. strains 1124 (18,3%) presented HLAR phenotype; 53,1% of them was identified as E. faecalis and 46,9% as E. faecium. The highest percentage of all examined strains was isolated from the patients of different surgery clinics, Intensive Care Units, and Pediatrics, Hematology and Oncology Clinic.

8 112 S. Kożuszko i inni Nr 2 HLAR and HLSR phenotypes were noted in E. faecalis, for 45,7% and 27,5% strains, in E. faecium - 29,8% and 9,5%, respectively. HLGR phenotype was presented twice more often in E. faecium than E. faecalis. Highest percentages of E. faecium resistant to glycopeptides and rifampicin were observed when compared with E. faecalis. The highest percentages of strains intermediate, resistant to vancomycin and resistant to glycopeptides were noted for E. faecium strains with phenotypes HLAR, HLGR and HLSR. PIŚMIENNICTWO 1. Adhikari L. High-level aminoglycoside resistance and reduced susceptibility to vancomycin in nosocomial enterococci. J Glob Infect Dis 2010; 2: Agarwal J, Kalyan R i Singh M. High-level aminoglycoside resistance and β-lactamase production in enterococci at a tertiary care hospital in India. Jpn J Infect Dis 2009; 62: d Azevedo PA, Dias CAG i Teixeira LM. Genetic diversity and antimicrobial resistance of enterococcal isolates from southern region of Brazil. Rev Inst Med trop S. Paulo 2006; 48: Bronk M, Samet A. Szpitalne bakteriemie enterokokowe. Post. Mikrobiol. 2008; 47: Calderwood SA, Wennersten C, Moellerin RC i inni. Resistance to six aminoglycosidic aminocyclitol antibiotics among enterococci: prevalance, evolution, and relationship to synergism with penicillin. Antimicrob Agents Chemother 1977; 12: Cetinkaya Y, Falk P, Mayhall CG. Vancomycin-resistant enterococci. Clin Microbiol Rev 2000; 13: Clinical and Laboratory Standards Institute. Perfomance standards for antimicrobial susceptibility testing. Eighteenth informational supplement (M100-S18). CLSI Wayne, Pa Emaneini M, Aligholi MI, Aminshahi M. Characterization of glycopeptides, aminoglycosides and macrolide resistance among Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium isolates from hospital in Teheran. Pol J Microbiol 2008; 57: Gilbert DN, Moellering RC, Eliopouls GM i inni. Przewodnik terapii przeciwdrobnousrojowej Sanforda Polskie Towarzystwo Zakażeń Szpitalnych, Kraków Horodniceanu T, Bougueleret L, El-Solh N i inni. High-level plasmid-borne resistance to gentamicin in Streptococcus faecalis subsp. zymogenes. Antimicrob Agents Chemother 1979; 16: Huycke MM, Sahm DF I Gilmore MS. Multiple-drug resistant enterococci: the nature of the problem and an agenda for future. Emerg Infect Dis 1998; 4: Kawecki D, Chmura A, Pacholczyk M i inni. Bacterial infection in the early period after liver transplantation: etiological agents and their susceptibility. Med Sci Monit 2009; 15: CR Kuch A, Żabicka D, Hryniewicz W. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki Oznaczanie wrażliwości Enterococcus spp. Krajowy Ośrodek Referencyjny ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów. Warszawa Maschieto A, Martinez R, Palazzo IC, Darini AL. Antimicrobial resistance of Enterococcus sp. isolated from the intestinal tract of patients from a University Hospital in Brazil. Mem Inst Oswaldo Cruz. 2004; 99: Mendiratta DK, Kaur H, Deotale V i inni. Status of high level aminoglycoside resistant Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis in rural hospital of Central India. Indian J Med Microbiol 2008; 26:

9 Nr 2 Wrażliwość na aminoglikozydy Enterococcus sp Mohanty S, Jose S, Singhal R i inni. Species prevalence and antimicrobiol susceptibility of enterococci isolated in a tertiary care hospital of North India. Sautheast Asian J Trop Med Public Health 2005; 36: Oncu S, Punar M i Eraksoy H. Susceptibility patterns of enterococci causing infections. Tohoku J Exp Med 2004; 202: Simonsen GS, Småbrekke, Monnet DL i inni. Prevalence of resistance to ampicillin, gentamicin and vancomycin in Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium isolates from clinical specimens and use of antimicrobials in five Nordic hospitals. J Antimicrob Chemother 2003; 51: Vigani AG, Oliveira AM, Bratfich OJ i inni. Clinical, epidemiological, and microbiological characteristics of bacteriemia caused by high-level gentamicin-resistant Enterococcus faecalis. Braz J Med Biol Res 2008; 41: Zarilli R, Tripodi MF, Popolo A i inni. Molecular epidemiology of high-level aminoglycoside-resistant enterococci isolated from patient in a university hospital in southern Italy. J Antimicrob Chemother 2005; 56: Otrzymano: 10 XII 2010 r. Adres Autora: Bydgoszcz, ul. M. Curie-Skłodowskiej 9, Katedra i Zakład Mikrobiologii, Collegium Medicum im. Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu

10