Karbapenemaasit Gramnegatiivisissa bakteereissa: laboratoriokokeiden osoittaminen ja kliininen merkitys

karbapeneemit ovat voimakkaita β-laktaamiantibiootteja, joita käytetään vakavien infektioiden hoitoon sairaalaympäristössä. Verrattuna penisilliineihin, kefalosporiineihin tai β-laktaami/β-laktamaasi-inhibiittoreihin niillä on laaja antimikrobinen kirjo, johon kuuluvat grampositiiviset (esim.imipeneemi, doripeneemi) ja gramnegatiiviset bakteerit (esim. meropeneemi, ertapeneemi). Imipeneemi ja meropeneemi tehoavat paremmin P: hen. aeruginosa, kun taas imipeneemillä ja doripeneemillä on parempi aktiivisuus kuin Meropeneemillä Acinetobacter baumannii-bakteeria vastaan. Doripeneemin MIC on pienin P. aeruginosaa ja A. baumanniita vastaan verrattuna imipeneemiin ja meropeneemiin, ja se on vähiten altis karbapenemaasien hydrolyysille.

vaikuttaakseen PBPs: ään karbapeneemien on päästävä gramnegatiivisten bakteerien seinämiin uloimpien kalvoproteiinien (poriinien) kautta. Sitoutuessaan eri PBPs: ään ne estävät soluseinän synteesiä, joka johtaa lopulta bakteerin kuolemaan .

Karbapeneemiresistenssi Gramnegatiivisissa bakteereissa voi olla seurausta β-laktamaasin tuotannosta, poistopumppujen ilmentymisestä, poriinihäviöstä ja PBPs: n muutoksista. Koska β-laktaamit, mukaan lukien karbapeneemin kaltaiset yhdisteet, ovat useiden ympäristöbakteerien ja-sienten luonnontuotteita, oletetaan, että muut bakteerit alkoivat tuottaa luontaista β-laktamaasiaan antaakseen niille selektiivisen edun selviytymiseen. Niinpä useita eri karbapenemaaseja koodaavia geenejä löytyy ympäristön bakteereista, kuten Bacillus anthracis, Serratia fonticola, Pseudomonas cepacia tai Acinetobacter spp. osana kromosomiaan . Toinen askel tässä resistenssin kehityksessä oli geenejä koodaavan karbapenemaasin karkaaminen liikkuviin geneettisiin elementteihin (plasmidit, transposonit), mikä mahdollisti resistenssigeenien onnistuneen horisontaalisen leviämisen jopa eri sukujen välillä .

tämän löydön jälkeen karbapenemaasit muodostuivat maailmanlaajuiseksi ongelmaksi. Ambler-luokituksen mukaan (rakenteellisten samankaltaisuuksien perusteella) ne kuuluvat luokkiin A, B ja D . A-luokan karbapenemaasit sisältävät seriiniä aktiivisessa kohdassaan ja kykenevät hydrolysoimaan kaikki β-laktaamit, myös atstreonaamin. Tässä karbapenemaasien ryhmässä SME (Sme-1-Sme-3), IMI (IMI-1-IMI-3), NmcA ja sfc-1-entsyymit ovat enimmäkseen kromosomikoodattuja, kun taas kpc (KPC-2-KPC-13) ja GES (GES-1-GES-20) ovat plasmidikoodattuja. Tähän ryhmään kuuluva vallitseva karbapenemaasi on kpc, joka todettiin vuonna 1996 Pohjois-Carolinessa, Yhdysvalloissa, ja aiheuttaa nyt monia alueellisia tautitapauksia, joita esiintyy endeemisesti Yhdysvaltojen koillisosassa, Israelissa, Kiinassa, Porto Ricossa, Kolumbiassa ja Kreikassa, ja jotka ovat yhä yleisempiä koko Euroopassa . Vallitsevan kloonin (ST258) edustaman K. pneumoniae-bakteerin lisäksi sitä on löydetty muista enterobakteereista sekä P. aeruginosa-ja A. baumannii-calcoaceticus-komplekseista. Se on joskus vaikea tunnistaa, koska Mikrofonit karbapeneemit ovat monissa tapauksissa pienempiä kuin raja-arvot . B-luokan karbapenemaaseista käytetään myös nimitystä metallo-β-laktamaasi (MBL), koska ne sisältävät aktiivisessa kohdassaan metalli-ioneja. Ympäristöbakteereissa (Bacillus cereus-BCI, BCII, Aeromonas spp.- Cpha, ja S. maltophilia-L1) hankitut MBL-koodaavat geenit sijaitsevat usein integronin sisällä olevissa geenikaseteissa ollen osa plasmidia tai kromosomia. Ensinnäkin kuvattu hankitut MBLs oli Japanissa vuonna 1991, ns IMP-entsyymit (on nyt yli 30 johdannaiset), ja ovat edelleen hallitseva MBLs Aasian mantereella aiheuttaa pääasiassa satunnaisia taudinpurkauksia . VIM-entsyymit (johdannaisia on nyt yli 30) kuvattiin ensin P. aeruginosassa, mutta myöhemmin ne ilmaantuivat myös enterobakteereihin ja levittäytyivät nopeasti koko Eurooppaan aiheuttaen tautitapauksia monissa Välimeren maissa (kuten Kreikassa, Italiassa ja Turkissa). VIM-metallo-β-laktamaasi on nykyään yleisin karbapenemaasi, joka leviää maailmanlaajuisesti, ja vaikka se on suurelta osin yhteydessä P. aeruginosaan, sitä raportoidaan nykyään useammin enterobakteereista Välimeren maista, erityisesti Kreikasta ja Turkista, ja siitä on kuvattu monia Pan-resistenttejä kantoja . Toinen huolestuttava metalloentsyymi syntyi Intiasta vuonna 2008, nimittäin New Delhin MBL (NDM-1; Tähän mennessä on kuvattu yli kymmenen muunnosta) ja levisi nopeasti Intian niemimaalle seuraavina vuosina. NDM-entsyymit eivät useimmiten liity ainoastaan K. pneumoniae-ja E. coli-bakteereihin, vaan ne on kuvattu myös P. aeruginosa-ja A. baumannii-bakteereissa . Sen lisäksi todistettuja tosiasioita, että nämä entsyymit ovat isolaateissa, jotka leviävät ympäristössä ja kulkeutuvat yleisessä väestössä enterisen kasviston mukana, ongelman laajuus voimistaa Intian niemimaan ja Keski-Aasian valtavaa populaatiosäiliötä, joka liikkuu ympäri maailmaa levittäen edelleen resistenssigeenejä . Toinen Uusi näiden entsyymien lähde voisi olla Balkanin alue . Karbapenemaasiaktiivisuutta osoittavia molekyyliluokan D oksasillinaaseja esiintyy usein Acinetobacter spp: ssä. Ne jaetaan globaalisti levinneimpään OXA-23-ryhmään, jota löytyy myös Acinetobacter spp: n ympäristö-isolaatista. mikä viittaa näiden geenien mahdolliseen luonnolliseen eikä nosocomial-lähteeseen, OXA-24-ryhmään, joka ei ole niin laajalle levinnyt kuin OXA-23, jota kuvataan enimmäkseen Euroopassa ja Yhdysvalloissa, ja OXA-58-ryhmään, joka on kuvattu useissa taudinpurkauksissa ympäri maailmaa . Ongelma laajeni maailmanlaajuiseksi, kun Oxa-48: aa löydettiin enterobakteereista, erityisesti K. pneumoniaesta ja vähäisemmässä määrin E. coli-bakteerista, joka levisi ympäri maailmaa, mutta erityisesti Välimeren lähimaissa .

gramnegatiivisia bakteereita tuottava Karbapenemaasi voi aiheuttaa monenlaisia infektioita, kuten bakteremiaa, sairaalapneumoniaa, haavainfektioita, endokardiittia ja virtsatieinfektioita. Näihin infektioihin liittyy usein hoidon epäonnistumista, pitkä sairaalassaoloaika ja korkea kuolleisuus; esimerkiksi karbapeneemiresistenttien P. aeruginosa-infektioiden kuolleisuus vaihteli 51, 2-95 prosentin välillä .

Ihannetapauksessa karbapenemaasin määritysmenetelmillä olisi oltava lyhyt kääntymisaika, jotta voidaan varmistaa torjuntatoimenpiteiden oikea-aikainen täytäntöönpano. Karbapenemaasin tuottajien havaitsemisvaikeudet voivat asettaa tämän kyseenalaiseksi, koska karbapeneemien mikrofonit voivat olla koholla, mutta herkällä vaihteluvälillä tai jopa matalalla, kuten enterobakteereissa A. baumannii on kuvattu .

relevanttia menetelmää ja erityistä laboratoriotestiä ei kuitenkaan ole vielä standardoitu. Modifioitu Hodge-testi on ainoa clsi: n suosittelema testi karbapenemaasin tuottajien fenotyypin osoittamiseksi, mutta siitä puuttuu usein herkkyys ja spesifisyys. On myös useita inhibiittoripohjaisia testejä, joissa käytetään eri inhibiittoreita (EDTA ja fenantroliini MBLs: n estäjinä, fenyyliboronihappo kpc: n estäjänä) yhdessä karbapeneemin (esim .meropeneemi) tai kefalosporiinin (esim. keftatsidiimi) kanssa eri muodossa-levydiffuusio tai liemilaimennus tai-testi.

ei ole spesifistä inhibiittoria, jota voitaisiin käyttää luokan D karbapenemaasien osoittamiseen, mutta on raportoitu temosilliinilevyn käytöstä (tai yhdessä avibaktaamin kanssa) tähän tarkoitukseen .

Carba NP-testi on yksinkertainen biokemiallinen testi, joka perustuu imipeneemin hydrolyysiin, joka voidaan havaita pH: n laskusta johtuvalla indikaattorin värin muutoksella. sitä sovelletaan useimmissa mikrobiologisissa laboratorioissa, vaikka vertailustandardina karbapenemaasin tuotannon osoittamisessa on karbapeneemin hydrolyysin spektrofotometrinen mittaus inhibiittorin läsnä ollessa tai ilman inhibiittoria, mutta se on silti varattu vertailulaboratorioille . Äskettäin karbapeneemimolekyylin hajoamisen analysointiin perustuva massaspektrometria (MALDI-Toff) mahdollisti kpc-karbapenemaasin nopean havaitsemisen (45 minuutissa) tai MBL: n (150 minuutissa). Lopuksi simplex-tai multiplex PCR -, reaaliaikainen PCR-tai hybridisaatiotestit voisivat merkittävästi parantaa karbapenemaasigeenien havaitsemista kliinisessä laboratoriossa ohittaen fenotyyppisten testien herkkyys-ja spesifisyysongelmat. Molekyylimenetelmät vaativat kuitenkin kalliita laitteita ja koulutettua laboratoriohenkilökuntaa.

mahdollisen hoitotavan optimoinnista karbapenemaasia tuottavan kannan aiheuttamissa infektioissa on edelleen väittelyjä. On erittäin suositeltavaa, että yhdistelmähoito, mukaan lukien kolistiini, tigesykliini, aminoglykosidit, atstreonaami ja karbapeneemit eri yhdistelmähoidoissa, on edelleen parempi kuin monoterapia ja että karbapeneemia sisältävät yhdistelmähoidot olivat parempia kuin muut, kun käytettiin sopivaa annosta .

resistenttien mikro-organismien siirtymisen säätelyssä terveydenhuollon ympäristössä, johon kuuluvat karbapeneemiresistentit enterobakteerit (CRE), on useita vaiheita. On tärkeää tunnistaa nämä bakteerit epidemiologisesti merkittäviksi, tietää esiintyvyys tietyllä alueella, pystyä tunnistamaan tartunnan saaneet ja kolonisoidut potilaat ja toteuttaa toimenpiteitä CRE: n leviämisen pysäyttämiseksi .

on nippu toimenpiteitä, jotka yleensä toteutetaan. Näitä ovat muun muassa asianmukainen käsihygienia, kontaktin eristäminen, koulutus, laitteiden tiukka käyttö, potilaiden ja henkilökunnan kohorttaus, laboratorioilmoitukset, antimikrobinen hoito ja erilaiset seulontastrategiat. Parhaat tulokset saavutetaan vasta, kun kaikki toimenpiteet toteutetaan samanaikaisesti . Riskipotilaiden seulonta on ratkaisevan tärkeää CRE: n leviämisen hillitsemiseksi. Seulonta voidaan rajoittaa koskemaan kontakteja tai potilaita, jotka olivat aiemmin sairaalahoidossa CRE-positiivisissa laitoksissa. Näytteet, jotka yleensä otetaan ovat peräsuolen pyyhkäisynäytteet, uloste, tai virtsa. Ympäristönäytteistä ei ole hyötyä muuten kuin desinfioinnin ja puhdistuksen valvonnassa. Mikrobiologisella laboratoriolla on oltava ohjeet CRE: n havaitsemiseksi ja menetelmät CRE-positiivisten tulosten nopeaa ilmoittamista varten. CDC: n ja HICPAC: n (Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee) ohjeet ehdottavat laboratoriotietojen etsimistä tunnistamattomaksi CRE: ksi. Jos positiivinen CRE löytyy, on suositeltavaa tehdä pisteen esiintyvyys tutkimus tietyillä osastoilla. Sen jälkeen on suositeltavaa suorittaa aktiivista valvontaa, kunnes saadaan negatiivisia tuloksia. Karbapeneemien resistenssiä on tarpeen seurata akuuttiterveydenhuollossa ja pitkäaikaishoidossa.

yhteenvetona voidaan todeta, että gramnegatiivisia bakteereita tuottavan karbapenemaasin nopea leviäminen aiheuttaa maailmanlaajuisen antibioottiresistenssin kriisin, jossa monet kysymykset ovat edelleen kiistanalaisia, erityisesti havaitsemismenetelmät ja hoitovaihtoehdot. Kuitenkin aktiivinen valvonta, käsihygienia, yhteystiedot varotoimet, ja asianmukainen antibioottien käyttö ovat osa tehokasta lähestymistapaa vähentää esiintyvyys kolonisaatio ja infektioiden aiheuttamat nämä elämän hoitoon mikro-organismeja.

Branko Bedenić
Wanda Plečko
Sandra Sardelić
Selma Uzunović
Carmen Godič Torkar

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.