karbapenemy są silnymi antybiotykami β-laktamowymi stosowanymi w leczeniu ciężkich zakażeń w warunkach szpitalnych. W porównaniu z penicylinami, cefalosporynami lub inhibitorami β-laktam/β-laktamazy, mają one szerokie spektrum przeciwbakteryjne, które obejmuje bakterie Gram-dodatnie (np. imipenem, dorypenem) i Gram-ujemne (np. meropenem, ertapenem). Imipenem i meropenem wykazują lepszą aktywność przeciw P. aeruginosa, natomiast imipenem i dorypenem wykazują lepszą aktywność niż meropenem wobec Acinetobacter baumannii. Dorypenem ma najniższy MIC w stosunku do P. aeruginosa i A. baumannii w porównaniu z imipenemem i meropenem i jest najmniej podatny na hydrolizę przez karbapenemazy.

aby działać na PBPs, karbapenemy muszą przedostać się do ściany bakterii Gram-ujemnych przez zewnętrzne białka błonowe (poryny). Wiążąc się z różnymi PBPs, hamują syntezę ściany komórkowej, co ostatecznie prowadzi do śmierci bakterii .

oporność na Karbapenem u bakterii Gram-ujemnych może być konsekwencją wytwarzania β-laktamazy, ekspresji pomp wypływowych, utraty porin i zmian w PBPs. Ponieważ β-laktamy, w tym związki podobne do karbapenemu, są naturalnymi produktami kilku środowiskowych bakterii i grzybów, przypuszcza się, że inne bakterie zaczęły wytwarzać swoją wewnętrzną β-laktamazę, aby zapewnić im selektywną przewagę w zakresie przetrwania. Tak więc kilka genów kodujących różne karbapenemazy można znaleźć w bakteriach środowiskowych, takich jak Bacillus anthracis, Serratia fonticola, Pseudomonas cepacia lub Acinetobacter spp. jako część ich chromosomu . Kolejnym krokiem w ewolucji oporności była ucieczka genów kodujących karbapenemazę do ruchomych elementów genetycznych (plazmidów, transpozonów) zapewniających możliwość udanego poziomego rozprzestrzeniania się genów oporności nawet między różnymi rodzajami .

od czasu tego odkrycia karbapenemazy stały się problemem globalnym. Według klasyfikacji Amblera (opartej na podobieństwach strukturalnych) należą do klas A, B i D. Karbapenemazy klasy A zawierają serynę w swoim aktywnym miejscu i są zdolne do hydrolizy wszystkich β-laktamów, w tym aztreonamu. W tej grupie karbapenemaz, enzymy Sme (Sme-1 do Sme-3), IMI (IMI-1 do IMI-3), nmca i SFC-1 są kodowane głównie chromosomalnie, podczas gdy KPC (KPC-2 do KPC-13) i GES (GES-1 do GES-20) są kodowane plazmidem. Dominującą karbapenemazą z tej grupy jest KPC, zidentyfikowana w 1996 r .w Północnej Karolinie w USA, obecnie wywołująca wiele regionalnych ognisk choroby, z endemicznością w północno-wschodniej części USA, Izraelu, Chinach, Porto Rico, Kolumbii i Grecji i coraz bardziej rozpowszechniona w całej Europie. Oprócz K. pneumoniae, reprezentowanego przez dominujący klon (ST258), stwierdzono go w innych Enterobacteriaceae, a także w kompleksach P. aeruginosa i A. baumannii-calcoaceticus. Czasami jest to trudne do rozpoznania, ponieważ Mic do karbapenemów są w wielu przypadkach niższe niż wartości graniczne . Karbapenemazy klasy B są również znane jako metallo-β-laktamazy (MBL), ponieważ zawierają jony metali w swoim miejscu aktywnym. Oprócz tych chromosomalnie zlokalizowanych w bakteriach środowiskowych (Bacillus cereus-BCI, Bcii, Aeromonas spp.- CphA, i S. maltophilia-L1), nabyte geny kodujące MBL często znajdują się w kasetach genowych w obrębie integronu, będąc częścią plazmidu lub chromosomu. Po raz pierwszy opisano nabyte mbls w Japonii w 1991 roku, tzw. Imp-enzymy (obecnie istnieje ponad 30 pochodnych) i nadal dominują mbls na kontynencie azjatyckim powodując głównie sporadyczne ogniska . Enzymy VIM (obecnie istnieje ponad 30 pochodnych) zostały najpierw opisane u P. aeruginosa, ale później pojawiły się również u Enterobacteriaceae i szybko rozprzestrzeniły się w całej Europie, powodując epidemie w wielu krajach śródziemnomorskich (takich jak Grecja, Włochy i Turcja). Metalo-β-laktamaza VIM jest obecnie najbardziej rozpowszechnioną karbapenemazą rozprzestrzeniającą się na całym świecie i, chociaż w dużej mierze związana z P. aeruginosa, jest obecnie częściej zgłaszana z Enterobacteriaceae z krajów śródziemnomorskich, szczególnie Grecji i Turcji, z opisem wielu szczepów panresistent . Inny niepokojący metaloenzym pojawił się w Indiach w 2008 roku, a mianowicie New-Delhi MBL (NDM-1; do tej pory opisano ponad dziesięć wariantów) i szybko rozprzestrzenił się na subkontynencie indyjskim w ciągu następnych kilku lat. Enzymy NDM są w większości nie tylko związane z niezwiązanymi ze sobą izolatami K. pneumoniae i E. coli, ale także opisane w P. aeruginosa i A. baumannii . Oprócz udowodnionych faktów, że enzymy te występują w izolatach rozprzestrzeniających się w środowisku i są przenoszone w ogólnej populacji przez florę jelitową, wielkość problemu potęguje ogromny zbiornik populacji z subkontynentu indyjskiego i Azji Środkowej, który porusza się po świecie, rozprzestrzeniając dalej geny oporności . Kolejnym nowym źródłem tych enzymów może być Region Bałkański . Oksacylinazy z klasy molekularnej d wykazujące aktywność karbapenemazy są często spotykane w Acinetobacter spp. Dzielą się na najbardziej globalnie rozprzestrzenioną grupę Oksa-23, znajdującą się również w izolacie środowiskowym Acinetobacter spp. sugerując możliwe naturalne, a nie szpitalne źródło tych genów, Grupa Oksa-24, nie tak rozpowszechniona jak Oksa-23, głównie opisana w Europie i USA, oraz grupa Oksa-58, opisana w kilku ogniskach na całym świecie . Problem stał się bardziej globalny wraz z odkryciem Oksa – 48 W Enterobacteriaceae, szczególnie w K. pneumoniae iw mniejszym stopniu w E. coli, rozprzestrzeniając się na całym świecie, ale szczególnie w krajach położonych w pobliżu Morza Śródziemnego .

bakterie Gram-ujemne wytwarzające Karbapenemazę mogą powodować szerokie spektrum zakażeń, w tym bakteriemię, szpitalne zapalenie płuc, zakażenia ran, zapalenie wsierdzia i zakażenia dróg moczowych. Zakażenia te są często związane z niepowodzeniem leczenia, długim pobytem w szpitalu i wysoką śmiertelnością; na przykład śmiertelność opornych na karbapenem zakażeń P. aeruginosa wahała się między 51,2% a 95% .

w idealnym przypadku metody oznaczania karbapenemazy powinny mieć krótki czas zwrotu, aby zapewnić terminowe wdrożenie środków kontroli. Może to być kwestionowane przez trudności w wykrywaniu producentów karbapenemaz, ponieważ Mic do karbapenemów może być podwyższony, ale w zakresie podatności lub nawet niski, jak opisano w Enterobacteriaceae i A. baumannii .

jednak odpowiednia metodologia ze szczególnym badaniem laboratoryjnym nie została jeszcze znormalizowana. Zmodyfikowany test Hodge ’ a jest jedynym testem zalecanym przez CLSI do fenotypowego wykrywania producentów karbapenemaz, ale często brakuje czułości i swoistości. Istnieje również kilka testów opartych na inhibitorach z wykorzystaniem różnych inhibitorów (EDTA i fenantrolina jako inhibitory mbls, kwas fenylobronowy jako inhibitor KPC) w połączeniu z karbapenemem (np. meropenem) lub cefalosporyną (np. ceftazydym) w innym formacie-dyfuzja dyskowa lub rozcieńczenie bulionu lub-test .

nie ma swoistego inhibitora, który mógłby być użyty do wykrywania karbapenemaz Klasy D, ale istnieją doniesienia o stosowaniu w tym celu dysku temocylinowego (lub połączonego z awibaktamem).

test Carba NP jest prostym testem biochemicznym opartym na hydrolizie imipenemu wykrywalnym przez zmianę koloru wskaźnika spowodowaną obniżeniem pH. ma zastosowanie w większości laboratoriów mikrobiologicznych, chociaż wzorcem referencyjnym w wykrywaniu produkcji karbapenemazy jest spektrofotometryczny pomiar hydrolizy karbapenemu w obecności lub bez inhibitora, ale nadal jest zarezerwowany dla laboratoriów referencyjnych . Ostatnio zastosowanie spektrometrii masowej (MALDI-TOFF) opartej na analizie rozkładu cząsteczki karbapenemu umożliwiło szybkie wykrycie karbapenemazy KPC (w 45 minut) lub MBL (w 150 minut). Wreszcie, simplex lub multiplex PCR, real-time PCR lub testy hybrydyzacji może znacznie poprawić wykrywanie genów karbapenemazy w laboratorium klinicznym omijając problemy czułości i swoistości z testami fenotypowymi. Jednak metody molekularne wymagają drogiego sprzętu i wyszkolonego personelu laboratoryjnego.

nadal trwają dyskusje na temat optymalizacji możliwego podejścia do leczenia zakażeń wywołanych przez szczep wytwarzający karbapenemazę. Zdecydowanie sugeruje się, że leczenie skojarzone, w tym kolistyna, tygecyklina, aminoglikozydy, aztreonam i karbapenemy w różnych schematach leczenia skojarzonego, jest nadal lepsze od monoterapii i że schematy zawierające karbapenem były lepsze od innych, gdy zastosowano odpowiednią dawkę .

Kontrola przenoszenia opornych mikroorganizmów w środowisku opieki zdrowotnej, w tym opornych na karbapenem Enterobacteriaceae (CRE), ma kilka etapów. Ważne jest, aby uznać te bakterie za istotne epidemiologicznie, znać ich częstość występowania w określonym regionie, aby móc zidentyfikować zakażonych i skolonizowanych pacjentów oraz wdrożyć środki zatrzymujące przenoszenie CRE .

istnieje szereg środków, które są zwykle wdrażane. Obejmują one właściwą higienę rąk, izolację kontaktu, edukację, ścisłe stosowanie urządzeń, kohorty pacjentów i personelu, powiadomienia laboratoryjne, zarządzanie środkami przeciwdrobnoustrojowymi i różne strategie przesiewowe. Najlepsze wyniki osiąga się tylko wtedy, gdy wszystkie środki są realizowane jednocześnie . Badania przesiewowe pacjentów z grupy ryzyka mają kluczowe znaczenie dla kontroli rozprzestrzeniania się kremu. Badania przesiewowe mogą być ograniczone do kontaktów lub pacjentów, którzy byli wcześniej hospitalizowani w placówkach CRE positive. Próbki, które są zwykle pobierane są wymazy z odbytnicy, stolca lub moczu. Próbki środowiskowe nie są użyteczne, z wyjątkiem kontroli dezynfekcji i czyszczenia. Laboratorium mikrobiologiczne musi posiadać wytyczne dotyczące wykrywania CRE i procedury szybkiego powiadamiania o pozytywnych wynikach CRE. Wytyczne CDC i HICPAC (Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee) sugerują poszukiwanie w danych laboratoryjnych nierozpoznanych CRE. W przypadku stwierdzenia dodatniego CRE zaleca się wykonanie badania punktowego na określonych działach. Następnie sugeruje się prowadzenie aktywnego nadzoru, aż do uzyskania negatywnych wyników. Konieczne jest monitorowanie oporności na karbapenemy w ostrej opiece zdrowotnej i w zakładach opieki długoterminowej .

podsumowując, w obliczu globalnego kryzysu oporności na antybiotyki, spowodowanego szybkim rozprzestrzenianiem się bakterii Gram-ujemnych wytwarzających karbapenemazę, wiele kwestii pozostaje kontrowersyjnych, zwłaszcza metody wykrywania i możliwości leczenia. Jednak aktywny nadzór, higiena rąk, środki ostrożności dotyczące kontaktu i odpowiednie stosowanie antybiotyków są częścią skutecznego podejścia w zmniejszaniu częstości występowania kolonizacji i infekcji spowodowanych przez te mikroorganizmy traktujące życie.

Branko Bedenicz
Wanda Raczko
Sandra Sardelic
Selma Uzunowicz
Carmen Godic Torkar