Epidemiologia oporności na substancje antybakteryjne Monitoring Escherichia coli

Transkrypt

1 Epidemiologia oporności na substancje antybakteryjne Monitoring Escherichia coli Magdalena Zając, Dariusz Wasyl Zakład Mikrobiologii PIWet-PIB Krajowe Laboratorium Referencyjne Salmonellozy i Antybiotykooporności Puławy, Oporność definicje zdolność niektórych drobnoustrojów do przeżycia i wzrostu przy danej koncentracji czynnika przeciwdrobnoustrojowego, która jest zazwyczaj wystarczająca do zabicia drobnoustrojów tego samego gatunku (Dyrektywa 23/99/WE, art. 2, pkt. 2 c) Oporność: kliniczna brak skuteczności klinicznej substancji czynnej; farmakologiczna brak możliwości osiągnięcia stężenia substancji czynnej niezbędnej do osiągnięcia działania antybakteryjnego; mikrobiologiczna obecność mechanizmu warunkującego brak skuteczności antybakteryjnej substancji czynnej Epidemiologia oporności MRSA methicyllin-resistant Staphylococcus aureus gronkowiec złocisty oporny na metycylinę oporność na penicyliny, cefalosporyny, monobaktamy, karbapenemy VRE Vancomycin-Resistant Enterococcus enterokoki oporne na wankomcynę nabyta oporność na wszystkie glikopeptydy ESβL extended spectrum β-lactamases β-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym oporność na penicyliny, cefalosporyny (w tym 3G i 4G, z wyj. cefamycyn), monobaktamy (aztreonam) KPC Klebsiella pneumoniae carbapenemase K. pneumoniae i inne Enterobacteriaceae oporność na karbapenemy (leki ostatniej szansy ) i wszystkie inne β-laktamy MBL metalo-β-laktamaza oporność prawie wszystkie β-laktamy NDM New Dehli MBL MDR Multi-drug resistance wielooporność nabyta oporność na co najmniej 3 klasy antybiotyków XDR Extensive drug resistance rozszerzona wielooporność; nabyta oporność na wszystkie, z wyjątkiem 2 lub mniej, badanych klas antybiotyków PDR Pan drug resistance nabyta oporność na wszystkie substancje ze wszystkich badanych klas antybiotyków 1

2 Referencyjna metoda oznaczania oporności PN-EN ISO :27 Przygotowanie zawiesiny bakterii Posiew i inkubacja testu Odczyt i interpretacja Metoda mikrorozcieńczeń w bulionie Minimum Inhibitory Concentration najmniejsze stężenie hamujące (mg/l) odczyt interpretacja Kryteria interpretacji epidemiological cutoff values (ECOFFs) epidemiologiczne wartości odcięcia kategoryzują izolat do grupy szczepów: Wild Type (WT x mg/l) Non-Wild Type (NWT > y mg/l) ocena prawdopodobieństwa wystąpienia mechanizmów oporności nabytej breakpoints wartości graniczne kategoryzują izolat do grupy szczepów: wrażliwych (S < x mg/l) średniowrażliwych (x I < y mg/l) opornych (R > y mg/l) ocena prawdopodobieństwa skuteczności terapeutycznej 2

3 % szczepów opornych Kryteria epidemiologiczne a kliniczne 5 45 WT 4 mg/l szczepy bez mechanizmów oporności epi Cutoff NWT > 4 mg/l prawdopodobieństwo wystąpienia mechanizmów oporności Antybiotyk będzie skuteczny pod warunkiem, że właściwości farmakokinetyczne i farmakodynamiczne (człowiek!) pozwolą na osiągnięcie koncentracji bakteriobójczej/statycznej,125, koncentracja antybiotyku (mg/l) Szczepy wrażliwe S 8 mg/l pewna skuteczność terapeutyczna średnio wrażliwe (I) oporne R>64 mg/l Kryteria epidemiologiczne a kliniczne ciprofloksacyna >8 Breakpoint (R>1) Izolaty wrażliwe 97,1% Izolaty oporne 2,9% Kryteria epidemiologiczne a kliniczne ciprofloksacyna >8 ECOFF (R>,64) Izolaty bez mechanizmów oporności 58,4% Izolaty zmechanizmami oporności 41,6% 3

4 Monitoring oporności E. coli: badania urzędowe Escherichia coli: monitoring czynny - kał (jelita ślepe) zwierząt w trakcie uboju Rok komensalne E. coli oporne na cefalosporyny oporne na karbapenemy 214 brojlery, indyki 215 świnie (tuczniki) świnie (tuczniki) 216 brojlery, indyki brojlery, indyki brojlery, indyki 217 świnie (tuczniki) świnie (tuczniki) świnie (tuczniki) 218 brojlery, indyki brojlery, indyki brojlery, indyki 17 izolatów lub 3 próbek Instrukcje GLW Campylobacter: brojlery i indyki oporne fenotypy E. coli: mięso w obrocie Reprezentatywność pobierania próbek WIW: Koordynatorzy 4

5 Metody: izolacja i identyfikacja E. coli komensalne MacConkey Identyfikacja PCR: uspa 1 izolat przednamnażanie w BWP oporne na cefalosporyny MacConkey cefotaksym 1 mg/l 1 izolat oporne na karbapenemy Carba Smart Chen, J. et al. Lett. Appl. Microbiol. 1998, 27(6): izolat Liczba szczepów (częstość występowania) komensalne E. coli E. coli oporne na cefalosporyny świnie (215) brojlery (216) ESBL/AmpC-dodatnie indyki (216) świnie (217) ujemne dodatnie ujemne Komensalne E. coli: różnice w zależności od źródła izolacji Różna presja selekcyjna w zależności od gatunku 5

6 Komensalne E. coli: różnice w zależności od sektora produkcji 8% 4% Różna presja selekcyjna (zużycie antybiotyków) u: - Brojlerów - Kur niosek (ograniczenia użycia wynikające z nieśności) Oporność komensalnych E. coli izolowanych od bydła i cieląt, Cielęta (n = 526) 5 x Bydło (n = 517) 4 4 x x 3 x 4 x Statystycznie istotne różnice Przyczyny (?) fizjologia p. pok. preparaty p/mastitis skarmianie mleka krów w trakcie leczenia Oporność komensalnych E. coli izolowanych od bydła, Bydło (n = 881, ) Bydło (n = 517, ) Brak różnic statystycznych 6

7 Trendy oporności E. coli w latach Broiler (214, n=179) Turkey (214, n=17) Swine (215, n=168) Broiler (216, n=173) Turkey (216, n=171) Swine (217, n=212) AMR monitoring data; Com. Dir. 213/652/EC Indeks oporności: odsetek izolatów dzikich w komensalnych E. coli: ekstremalnie niski u drobiu EU monitoring Program Wieloletni (PIB) 1% 8% 6% 4% 2% % 4% 2% 5% 12% 11% 15% 42% 25% broiler turkey swine % 8% 6% 4% 2% % 84% 85% 88% 48% 56% 39% 4% 51% 61% 56% 66% 49% 47% 59% 73% laying hens calves cattle Indeks oporności: komensalne E. coli Wrażliwe (WT; dzikie) E. coli wielooporne E. coli 1% 8% 6% 4% 2% % 4% 2% 5% 12% 11% 15% 42% 25% broiler turkey swine % 8% 6% 4% 2% % 77% 88% 82% 74% 7% 62% 29% 4% broiler turkey swine

8 Trendy oporności komensalnych E. coli 1% 8% 6% 4% 2% % Apicylina % 73.5% 72.9% 86.% 37.6% 33.1% 32.9% 33.8% 61.3% 64.1% 74.7% 73.9% 27.5% 2.% 26.7% 29.5% 12.1% 6.4% 5.8% 7.9% brojlery p[q]=,1 nioski (brak indyki p[q]=,2 świnie (brak bydło (brak p[mic]=,1 p[mic]=,3 BETALAKTAMY narastanie oporności: ampicylina: brojlery i indyki cefalosporyny: drób (%NWT) bydło (MIC) 1% 8% 6% 4% 2% % Cefotaksym Ceftazydym 1% % 1.% 5.9% 13.5% 1.3% 3.6% 3.2% 7.6% 2.9% 2.4% 3.5% 6.1%.6% 2.6%.6%.6% 2.6% brojlery p[q]=,35 nioski p[q]=,9 indyki (brak świnie (brak bydło p[q] brak % p[mic]=,17 p[mic]=,27 zmian p[mic]=,4* 6% 4% 2% 9.4% 12.3% 1.3% 5.9% 3.2% 7.6% 2.3%.6% 2.9% 6.1% 1.1%.6% 2.6%.6%.6%.6% 2.1% brojlery (brak nioski p[q]=,32 indyki p[q]=,21 świnie (brak bydło p[q] p[mic]=,43 p[mic]=,15 brak zmian p[mic]=,4* Trendy oporności komensalnych E. coli Chloramfenikol 1% % FENIKOLE spadek wartości MIC chloramfenikol i florfenikol: nioski chloramfenikol: bydło 6% 4% 2% % 1% 8% 16.4% 18.2% 13.5% 21.1% 5.1% 3.9% 3.2% 18.5% 21.8% 22.4% 18.9% 6.2% 8.8% 7.% 8.9%.6% 2.6% brojlery nioski indyki (brak świnie (brak bydło (brak p[q]brak zmian p[q]brak zmian p[mic]=,1** p[mic]=,1** Florfenicol % 4% 2% % 8.8% 8.8% 1.5% brojlery (brak.6%.% 2.6%.6% 2.9% 7.6% 7.6% 6.7% 1.1% 3.5% 4.7% 2.6%.6%.%.% 2.1% nioski p[q] indyki (brak świnie (brak bydło (brak brak zman p[mic]=,17*d Trendy oporności komensalnych E. coli 1% 8% 6% 4% 2% % Ciprofloksacyna % 77.6% 82.4% 81.9% 4.1% 41.4% 46.5% 42.7% 56.1% 6.% 64.7% 63.3% 13.5% 7.6% 9.3% 11.1% 5.2% brojlery nioski indyki świnie bydło (brak (brak (brak (brak (brak brak zmian częstości występowania oporności w czasie: CHINOLONY TRIMETOPRIM 1% kwas nalidiksowy % Trimetoprim % 8% 6% 4% 2% % 71.9% 72.9% 78.2% 73.1% 34.4% 36.1% 39.4% 33.1% 48.6% 52.4% % 1.1% 5.8% 6.3% 4.% brojlery nioski indyki świnie bydło (brak (brak (brak (brak (brak 6% 4% 2% % 38.% 39.4% 39.4% 46.8% 18.5% % 12.7% 37.% 27.6% 4.% 4.% brojlery nioski indyki (brak (brak zman) (brak 19.1% 14.1% 18.% 16.3% 8.7% 3.5% 4.% świnie bydło (brak (brak 8

9 CIA AMR Monitoring: oporność typu ESBL-/AmpCoraz na karbapenemy u E. coli izolowanych od zwierząt oporność na cefalosporyny oporność na karbapenemy 1.% 1.% 8.% 6.% 4.% 2.% 38.5% 58.1% 39.8% 5.5% 45.7% 23.3% 8.% 6.% 4.% 2.% Brak oporności na karbapenemy ta klasa antybiotyków nie jest stosowana u zwierząt.% turkeys broilers pigs Liniowy (broilers) Liniowy (turkeys) Liniowy (pigs).% pigs broilers turkeys Liniowy (broilers) Liniowy (turkeys) Liniowy (pigs) AMR Monitoring: oporność typu ESBL-/AmpC E. coli izolowanych od zwierząt i żywności zwierzęta 1.% 8.% 58.1% 6.% 5.5% 45.7% 38.5% 39.8% 4.% 23.3% 2.%.% broilers turkeys pigs Liniowy (broilers) Liniowy (turkeys) Liniowy (pigs) 1% 8% 6% 4% 2% % 4.% broiler meat (216) żywność 5.7% 5.7% pork (217) beef (217) 65.6% broiler meat (218) 9

10 Fenotypy oporności na cefalosporyny (EUVSEC2) ESBL ampc MBL AMR monitoring: fenotypy ESBL-/AmpC w zależności od źródła 25 ampc ESBL+ampC ESBL 25 ampc ESBL+ampC ESBL (pigs) (broilers)(turkeys) (pigs) (broilers)(turkeys) (broiler meat) (pork) 217 (beef) (broiler meat) Sekwencjonowanie genomowe: identyfikacja genów oporności Isolate MLST (ST) Resistance genes P ecoli[st-23] aada5,blactx-m-1,dfra17,stra,strb-like,sul2,tet(b) U15_3 ecoli[st-744] aada1,aada5,aph(3')-ia,blatem-1b,cata1-like,dfra1,dfra17,mph(a),stra,strb,sul1,sul2,tet(a),tet(b) U15_22 ecoli[st-6217] U15_23 ecoli[st-744] aada5,aph(3')-ia,blatem-1b,cata1-like,dfra17,stra,strb,sul1,sul2,tet(b) U15_81 ecoli[st-6256] aada1,aph(3')-ic-like,blatem-1b,flor-like,qnrs1,stra-like,strb,sul2,tet(b) U15_116 ecoli[st-179] aada1,aada2,cmla1-like,sul3,tet(a) U15_142 ecoli[st-1] aada1,blatem-1b,dfra1,stra,strb,sul1,sul2,tet(a),tet(b) U15_177 ecoli[st-44] aada5,blactx-m-15,dfra17,mph(a),sul1,tet(b) U15_192 ecoli[st-542] aac(3)-iid-like,aada15-like,cml-like,dfra12,flor-like,mef(b),sul2,sul3 U15_221 ecoli[st-41] aada2,lnu(f)-like,qnrs1,tet(a) U15_238 ecoli[st-5966] U15_264X ecoli[st-513] aada22,blactx-m-1,blatem-1b,erm(b)-like,flor-like,mph(a),stra,strb,tet(b),tet(m)-like U15_291X ecoli[st-117] aada2,blacmy-2,dfra12,stra,strb,sul1,sul2,tet(a)-like U15_293X ecoli[st-41] aada2,aph(3')-ia,blactx-m-55,flor-like,lnu(f)-like,qnrs1,strb-like,tet(a) U15_31X ecoli[st-348] blactx-m-1,stra,strb,sul2,tet(a),tet(b) U15_35X ecoli[st-767] aac(6')ib-cr,aada1,aada5,aph(3')-ia-like,blactx-m-15,blaoxa-1,blatem-1b,catb3-like,dfra1,dfra17,mcr-1, mph(a), QnrS1,sul1, tet(a),tet(b) U15_59X ecoli[st-88] aada1,blacmy-2-like,blatem-1b,dfra1,flor-like,qnrs1,stra,strb,sul2,tet(a)-like U15_169X ecoli[st-398] blacmy-2,blatem-1d,tet(b)-like 1

11 Oporność na kolistynę: na krawędzi kryzysu 18 listopad 215 r. obecność sekwencji genu mcr-1 potwierdzona w Danii, Francji i UK (WGS) Polska: izolaty podejrzane (MIC >2 mg/l) 8 grudzień 215 EURL publikuje protokół PCR i wysyła materiał referencyjny (DNA) Oporność na kolistynę: E. coli w Polsce 14% turkey chicken 12% 1% 1.6% 11.9% 8% 6% 4% 3.1% 2% % 1.1%.% * (n1 =1 7 5, n2 =3 5 8 ).3% * (n1 =1 7 5, n2 =3 5 8 ) 1.8%.6%.6% * (n1 =1 7 5, * * (n1 =1 7 5, n2 =3 5 8 ) n2 =3 5 8 ) 1.7% * * (n1 =1 7 5, n2 =3 5 8 ) Year of isolation and number of E. coli Oporność na kolistynę E. coli w Polsce (WGS sekwencjonowanie genomowe) 76,3% IncX4-mcr-1 contigs 6,2% IncHI2-mcr-1 contigs 11

12 Podsumowanie 1. Zwierzęta hodowlane są rezerwuarem opornych E. coli 2. Oporność E. coli jest wskaźnikiem intensywności i preferencji stosowania substancji antybakteryjnych w chowie zwierząt 3. Zjawisko oporności ma charakter dynamiczny, a epidemiologia oporności jest bardzo skomplikowana 4. Selekcja opornych bakterii środowiskowych może zachodzić w wyniku presji związanej ze stosowaniem antybiotyków w rolnictwie i medycynie (gnojowica, obornik, ścieki) 12