Wrażliwość na spektynomycynę szczepów Neisseria gonorrhoeae izolowanych w Polsce w latach

Transkrypt

1 MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2015, 67: Wrażliwość na spektynomycynę szczepów Neisseria gonorrhoeae izolowanych w Polsce w latach Susceptibility of Neisseria gonorrhoeae strains isolated in Poland in to spectinomycin Beata Młynarczyk-Bonikowska 1, Marlena Kujawa 2, Grażyna Młynarczyk 2, Magdalena Malejczyk 1, Sławomir Majewski 3 1 Zakład Diagnostyki Chorób Przenoszonych Drogą Płciową Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego 2 Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego 3 Katedra i Klinika Dermatologii i Wenerologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego W ostatnich latach obserwuje się coraz częstsze występowanie oporności Neisseria gonorrhoeae na penicylinę, tetracykliny, ciprofloksacynę i azytromycynę, oraz pojawienie się pierwszych szczepów opornych na cefriakson i cefiksym. Spektynomycyna może stanowić alternatywną metodę leczenia rzeżączki z wyjątkiem infekcji umiejscowionych w gardle. Celem pracy było zbadanie wrażliwości na spektynomycynę 65 szczepów izolowanych od pacjentów Kliniki Dermatologii i Wenerologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Wartości MIC dla badanych szczepów wynosiły 4,0-32 mg/l, MIC50=16,0 mg/l a MIC90=16,0 mg/l. Oznacza to, że 100% badanych szczepów było wrażliwych na spektynomycynę według kryteriów EUCAST i CLSI. Słowa kluczowe: Neisseria gonorrhoeae, spektynomycyna, oporność ABSTRACT Introduction: A rapid growth of the antibiotic resistance among Neisseria gonorrhoeae strains was recently observed in many countries. The common resistance or decreased susceptibility to penicillin, tetracyclines, ciprofloxacin, azithromycin as well as emergence of the first strains resistant to ceftriakson and cefixim is a cause of an anxiety worldwide. Spectinomycin may constitute an alternative therapy of gonorrhoea except of pharyngeal infection.

2 24 B. Młynarczyk-Bonikowska i inni Nr 1 Methods: The susceptibility to spectinomycin of 65 N. gonorrhoeae strains isolated in the second half of 2012 and the first half of 2013 in Dermatology and Venereology Clinic in Warsaw was investigated. The E-Tests (biomerieux) were performed and the results (sensitive or resistant) were interpreted according to EUCAST and CLSI recommendations. Results: The MIC (Minimal inhibitory concentration) values of spectinomycin for the investigated strains ranged from 4,0 mg/l to 32 mg/l, MIC 50 =16,0 mg/l and MIC 90 =16,0 mg/l. It was shown that 100% of the strains was sensitive to spectinomycin according to EUCAST as well CLSI tables. Conclusions: High susceptibility of the investigated strains to spectinomycin suggests that the drug can be used in the therapy of the resistant gonorrhoea in monotherapy or combined with other drugs. Key words: Neisseria gonorrhoeae, resistance, spectinomycin WSTĘP Spektynomycyna jest antybiotykiem aminocyklitolowym, który mimo, że wykazuje aktywność w stosunku do różnych gatunków bakterii, już w chwili wprowadzenia do lecznictwa, czyli w latach 60-tych ubiegłego wieku, został dedykowany głównie do leczenia rzeżączki. Pierwsze szczepy Neisseria gonorrhoeae wykazujące wysoki poziom oporności (MIC=2048 mg/l), opisano już pod koniec lat 70-tych i na początku lat 80-tych (1, 11). Mechanizm działania spektynomycyny polega na hamowaniu syntezy białek bakteryjnych, w wyniku wiązania się antybiotyku z podjednostką 30S rybosomu. Oporność na spektynomycynę u bakterii może wynikać z mutacji genów kodujących 16S rrna i białko rybosomalne S5 lub też może mieć charakter enzymatyczny, związany z syntezą nukleotydylotransferaz. Nukleotydazę ANT(9)-Ia opisano u S. aureus, S. sciuri i E. faecalis, ANT(9)-Ib u E. faecalis, a geny ANT(3 )-Ia opisano w plazmidach i integronach klasy I i II u wielu pałeczek Gram- -ujemnych (16). U N. gonorrhoeae, jak dotąd opisano tylko oporność na skutek mutacji, a szczepy oporne nie uległy szerokiemu rozprzestrzenieniu (15, 21). Od wczesnych lat 60-tych, spektynomycyna była stosowana w leczeniu rzeżączki, jako lek alternatywny do penicyliny, w przypadku szczepów wytwarzających beta-laktamazę. Jest skutecznym lekiem przeciwrzeżączkowym, ale charakteryzuje się słabą dystrybucją i nie uzyskuje wymaganych stężeń w całym organizmie. Z tego powodu stosowanie spektynomycyny nie jest wystarczająco efektywne w leczeniu zakażeń N. gonorrhoeae występujących w gardle (5, 12). Obecnie spektynomycyna jest stosowana alternatywnie do innych leków, w leczeniu rzeżączki w niektórych krajach Azji i Ameryki Południowej (3, 17, 18) natomiast w Europie rzeżączka jest leczona najczęściej ceftriaksonem lub ceftriaksonem w skojarzeniu z azytromycyną. Pojawienie się w ostatnim czasie szczepów N. gonorrhoeae opornych na ceftriakson i groźba ich rozprzestrzenienia się oraz sukcesywny wzrost odsetka szczepów opornych na azytromycynę, stwarza konieczność poszukiwania nowych aktywnych leków lub też powrotu do starych preparatów. Celem pracy była ocena wrażliwości na spektynomycynę szczepów Neisseria gonorrhoeae izolowanych od chorych z rzeżączką na przełomie 2012 i 2013 roku.

3 Nr 1 Wrażliwość na spektynomycynę N. gonorrhoeae 25 MATERIAŁ I METODY Zbadano 65 izolatów N. gonorrhoeae pochodzących z wymazów z cewki moczowej, szyjki macicy, gardła lub odbytu od pacjentów Kliniki Dermatologii i Wenerologii. Izolaty te pochodziły z drugiej połowy 2012 roku oraz pierwszej połowy 2013 roku, i nie były badane w poprzedniej pracy (14). Bakterie hodowano na agarze czekoladowym (biomérieux), w atmosferze zawierającej 5% CO2, w temperaturze 37 C i identyfikowano na podstawie morfologii kolonii, morfologii komórek w preparatach mikroskopowych barwionych metodą Grama, wyników testu oksydazowego, oraz testu fermentacji cukrów (API NH, biomérieux). Oceny wrażliwości zgromadzonych szczepów N. gonorrhoeae na spektynomycynę dokonano przy użyciu pasków nasączonych gradientem stężenia leku (E-testów biomérieux). Oznaczenie wykonywano zgodnie z zaleceniami producenta. Jako wzorzec stosowano szczep N. gonorrhoeae ATCC Stosowano podłoże agar czekoladowy (Becton Dickinson). Inkubację prowadzono w temperaturze 35 C, w atmosferze wzbogaconej CO 2. Odczyt E- testów dokonywany był po 24 godzinach przy użyciu lupy. Wyniki interpretowano zgodnie z zaleceniami EUCAST i CLSI (4, 7). Kryteria wrażliwości na spektynomycynę N. gonorrhoeae wg EUCAST z 2014 roku są następujące: wrażliwe są szczepy o MIC 64 mg/l, a oporne o MIC 128 mg/l, natomiast wg zaleceń CLSI z 2014, roku wrażliwe są szczepy o MIC 32 mg/l, a oporne o MIC 128 mg/l. WYNIKI Badane szczepy, mimo że pochodziły od różnych chorych, charakteryzowały się względnie podobną wrażliwością na spektynomycynę. Jak przedstawiono na rycinie 1, zdecydowana większość (74%) była wrażliwa na 16 mg/l spektynomycyny. Znaczna część (20%) była hamowana już przez 8 mg/l antybiotyku. W przypadku dwóch szczepów, wartości MIC spektynomycyny wynosiły 32 mg/l, ale taka wartość MIC pozwalała zaklasyfikować Rycina 1. Rozkład wartości MIC spektynomycyny dla badanych 65 szczepów N. gonorrhoeae

4 26 B. Młynarczyk-Bonikowska i inni Nr 1 Tabela I. MIC 50 spektynomycyny dla szczepów N. gonorrhoeae Liczba szczepów Zakres MIC mg/l MIC 50 mg/l MIC 90 mg/l Liczba (%) szczepów wrażliwych wg EUCAST 2014 wg CLSI (100) 65 (100) szczepy jako wrażliwe, zarówno przy zastosowaniu kryteriów EUCAST jak i CLSI. Nie znaleziono żadnego szczepu, dla którego MIC spektynomycyny wynosiłoby 64 mg/l lub więcej, a dopiero taka wartość zgodnie z rekomendacjami CLSI pozwala zaliczyć szczep do średniowrażliwych. W zaleceniach EUCAST, nie ma kategorii szczepów średniowrażliwych, a zgodnie z rekomendacjami obu komitetów, za szczepy oporne uznawane są takie, dla których wartość MIC spektynomycyny wynosi 128 mg/l lub więcej. W tabeli I przedstawiono wartości MIC50 i MIC90 spektynomycyny dla badanych szczepów. DYSKUSJA Pomimo stosowania spektynomycyny przez wiele lat, szczepy N. gonorrhoeae oporne na spektynomycynę nie rozprzestrzeniły się. Przyczyną wycofania się ze stosowania spektynomycyny w wielu krajach europejskich, pomimo braku oporności na ten antybiotyk oraz wysokiej skuteczności była niska aktywność w stosunku do szczepów N. gonorrhoeae obecnych w gardle. Aktualnie prowadzone badania na świecie wykazują tylko niewielki odsetek lub całkowity brak oporności na spektynomycynę u szczepów N. gonorrhoeae izolowanych z przypadków rzeżączki. Szeroko zakrojone badania pozwalają znaleźć pojedyncze szczepy oporne, najczęściej w krajach azjatyckich. Przyczyną oporności tych szczepów są mutacje w 16S rrna oraz w genie rpse kodującym rybosomalne białko S5 zlokalizowane w podjednostce 30S rybosomu. Mutacje powodują zmniejszone wiązanie spektynomycyny. Opisywane mutacje w genach kodujących 16S rrna w podjednostce 30S rybosomu występują w wewnętrznym regionie genu rrs zawierającym helix 34, i są to transwersja G1064C, oraz tranzycje C1192U lub C1192T (9, 10). Opisano również mutacje w genie rpse, kodującym rybosomalne białko S5. Należy tu szczep N. gonorrhoeae NG-MAST ST 918, oporny na spektynomycynę opisany w Norwegii. Delecja V27 i substytucja K28E w białku rybosomalnym S5 powodowała MIC spektynomycyny >1024 (20). Częstość występowania oporności prezentowana jest w pracach pochodzących z różnych krajów. W dużym opracowaniu dokonano analizy 4675 szczepów izolowanych w latach , pochodzących z 18 laboratoriów kilku krajów azjatyckich takich jak Indie, Indonezja, Bhutan, Birma, Sri Lanka, Tajlandia. Wśród tych izolatów znaleziono łącznie tylko osiem szczepów opornych na spektynomycynę. Sześć z nich pochodziło z Bhutanu, a dwa z Kalkuty w Indiach (2). Natomiast podobne badanie dotyczące 384 szczepów izolowanych w latach i w Szanghaju, wykazało, że wszystkie szczepy były wrażliwe. Zakres MIC wynosił 2 64 mg/l, a rozkład wartości MIC był następujący: MIC=2 (0,5%), MIC=4 (4,4%), MIC=8 (11,5%), MIC=16 (41,4%), MIC=32 (39,1%), MIC=64 (3,1%) (19). Wartości te kształtowały się dość podobnie do uzyskanych w naszych badaniach, przy czym wartości MIC dla szczepów polskich były nieco niższe. Podobnie, nie stwierdzono w ostatnich latach wśród szczepów N. gonorrhoeae opornych na spektynomycynę w wielu krajach europejskich, np. na Białorusi, dla 193 szczepów izolowanych

5 Nr 1 Wrażliwość na spektynomycynę N. gonorrhoeae 27 w latach na zakres MIC wynosił 4 16 mg/l (13) i podobnie w Szwajcarii dla 60 szczepów izolowanych w latach i , wykazano zakres MIC spektynomycyny 2-12 mg/l (6). W Polsce badania były prowadzone już wcześniej przez nasz ośrodek, we współpracy ze Szwedzkim Referencyjnym Laboratorium Patogennych Neisseria. W tych badaniach dotyczących szczepów N. gonorrhoeae, izolowanych we wcześniejszych latach ( ), zakres MIC spektynomycyny, MIC 50 wynosiły wówczas odpowiednio od do 32 mg/l, MIC 50 = 8 = 16 mg/l w 2010 roku, od 4 do 32 mg/l, MIC 50 = 16 = 16 mg/l w 2011 roku oraz od 8 do 32 mg/l, MIC 50 = 16 = 16 mg/l w 2012 roku (14). W prezentowanych obecnie badaniach dotyczących szczepów z przełomu lat , zakres MIC wynosił od 4 do 32 mg/l, MIC 50 = 16 mg/l. Wynika z tego, że na przestrzeni czterech lat, nie zaobserwowano w Polsce obniżenia wrażliwości szczepów N. gonorrhoeae na spektynomycynę. Wobec narastającej oporności N. gonorrhoeae na inne antybiotyki, jedną z możliwych opcji jest powrót do leczenia spektynomycyną, na którą większość szczepów N. gonorrhoeae izolowanych w Europie jest wrażliwa. Spektynomycyna może być stosowana w monoterapii wobec szczepów opornych na inne leki, ale jak zaobserwowano, kojarzona z azytromycyną wykazuje efekt addycyjny. Określono in vitro FICI (fractional inhibitory concentration index) dla różnych kombinacji leków przeciwrzeżączkowych. Wartości FICI poniżej 0,5 świadczą o synergizmie. Kojarzenie azytromycyny ze spektynomycyną dawało wartość FICI = 0,69, podczas gdy kojarzenie ceftriaksonu z azytromycyną dawało wartość FICI od 0,55 do 0,81 metodą rozcieńczeniową i tylko 1,18 metodą E-testu (8, 22). PIŚMIENNICTWO 1. Ashford WA, Potts DW, Adams HJ i wsp. Spectinomycin-resistant penicillinase producing Neisseria gonorrhoeae. Lancet 1981; 2: Bala M, Kakran M, Singh V i wsp. Monitoring antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae in selected countries of the WHO South-East Asia Region between 2009 and 2012: a retrospective analysis. Sex Transm Infect 2013; 89 (Suppl 4):iv Chen PL, Lee HC, Yan JJ i wsp. High prevalence of mutations in quinolone-resistance-determining regions and mtrr loci in polyclonal Neisseria gonorrhoeae isolates at a tertiary hospital in Southern Taiwan. J Formos Med Assoc 2010; 109: CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty-Fourth Informational Supplement. CLSI document M100-S24. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute. 2014; 34(1): Easmon CS, Forster GE, Walker GD i wsp. Spectinomycin as initial treatment for gonorrhoea. Br Med J 1984; 289: Endimiani A, Guilarte YN, Tinguely R i wsp. Characterization of Neisseria gonorrhoeae isolates detected in Switzerland ( ): emergence of multidrug-resistant clones less susceptible to cephalosporins. BMC Infect Dis 2014; 14: European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoints tables for interpretation of MICs and zones diameters. Version 4, 2014, 8. Furuya R, Koga Y, Irie S i wsp. In vitro activities of antimicrobial combinations against clinical isolates of Neisseria gonorrhoeae. J Infect Chemother 2013; 19: Galimand M, Gerbaud G, Courvalin P. Spectinomycin resistance in Neisseria spp. due to mutations in 16S rrna. Antimicrob Agents Chemother 2000; 44:

6 28 B. Młynarczyk-Bonikowska i inni Nr Ilina EN, Malakhova MV, Bodoev IN i wsp Mutation in ribosomal protein S5 leads to spectinomycin resistance in Neisseria gonorrhoeae. Front Microbiol 2013; 4: Ison CA, Littleton K, Shannon KP Spectinomycin resistant gonococci. Br Med J 1983; 287: Judson FN, Ehret JM, Handsfield HH. Comparative study of ceftriaksone and spectinomycin for treatment of pharyngeal and anorectal gonorrhea. JAMA 1985; 253: Lebedzeu F, Golparian D, Titov L i wsp. Antimicrobial susceptibility/resistance and NG-MAST characterisation of Neisseria gonorrhoeae in Belarus, Eastern Europe, BMC Infect Dis 2015; 15: Młynarczyk-Bonikowska B, Serwin AB, Golparian D i wsp. Gonorrhoea epidemiology, antimicrobial susceptibility/resistance and genetic characteristics of Neisseria gonorrhoeae isolates from Poland, BMC Infect Dis 2014; 14: Nabu S, Lawung R, Isarankura-Na-Ayudhya P i wsp. Reference map and comparative proteomic analysis of Neisseria gonorrhoeae displaying high resistance against spectinomycin. J Med Microbiol 2014; 63: Ramirez MS, Tolmasky ME. Aminoglycoside modifying enzymes. Drug Resist Updat 2010; 13: Shams-ur-Rehman, Khan A, Amanullah, Akhter K. Clinical efficacy of the various drugs used in the treatment of gonorrhoeae. J Ayub Med Coll Abbottabad 2009; 21): Starnino S, GASP-LAC Working Group, Galarza P i wsp. Retrospective analysis of antimicrobial susceptibility trends ( ) in Neisseria gonorrhoeae isolates from countries in Latin America and the Caribbean shows evolving resistance to ciprofloxacin, azithromycin and decreased susceptibility to ceftriaksone. Sex Transm Dis 2012; 39: Trecker MA, Waldner C, Jolly A i wsp. Behavioral and socioeconomic risk factors associated with probable resistance to ceftriaksone and resistance to penicillin and tetracycline in Neisseria gonorrhoeae in Shanghai. PLoS One 2014; 9: e Unemo M, Golparian D, Skogen V i wsp. Neisseria gonorrhoeae strain with high-level resistance to spectinomycin due to a novel resistance mechanism (mutated ribosomal protein S5) verified in Norway. Antimicrob Agents Chemother 2013; 57: Unemo M, Shafer WM. Antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae in the 21st century: past, evolution, and future. Clin Microbiol Rev 2014; 27: Wind CM, de Vries HJ, van Dam AP. Determination of in vitro synergy for dual antimicrobial therapy against resistant Neisseria gonorrhoeae using Etest and agar dilution.int J Antimicrob Agents 2014 doi: /j.ijantimicag Otrzymano: 19 III 2015 r Adres Autora: Warszawa, ul. Koszykowa 82a, Zakład Diagnostyki Chorób Przenoszonych Drogą Płciową Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego