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Panorama actual de la resistencia a los antibióticos en
gramnegativos y grampositivos
Ferran Navarro, Servei de Microbiología, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau,
Universidad Autónoma, Barcelona
El Dr. Ferran Navarro acotó su actuación, por razón de
tiempo, a la prevalencia de resistencia de algunas bacterias,
principalmente a las enterobacterias productoras de
carbapenemasas, al estudio de OXA-48 en hospitales
comarcales de Cataluña y a la importancia de los
bacteriófagos como vehículos de resistencia.
Mapas de resistencia a cefalosporinas de 3ª generación en Europa según
el eCDC
http://ecdc.europa.eu/en/healthtopics/antimicrobial_resistance/database/Pages/map_re
ports.aspx
Resistencia de Escherichia coli 2013
Resistencia de Klebsiella pneumoniae 2013
Escherichia coli productor de β-lactamasas de espectro extendido en el
mundo según el Center for Disease Dynamics & Policy 2015. CDDEP
http://resistancemap.cddep.org/
Resistencia a los carbapenémicos en Europa 2013
http://ecdc.europa.eu/en/healthtopics/antimicrobial_resistance/database/Pages/map_re
ports.aspx
Escherichia coli
Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae resistente a los carbapenémicos en el mundo
según el Center for Disease Dynamics & Policy 2015. CDDEP
http://resistancemap.cddep.org
Actividad de las nuevas β-lactamasas y diana antibiótica
Carbapenemasas, clases y acción
Sobre los β-lactámicos
Las cepas productoras de KPC, OXA y metalo-β-lamasas son frecuentemente
miltirresistentes
Limitan opciones terapéuticas
Limitan opciones
Difunden
Incrementan
Diversifican
KPC
OX A
metalo
Historia de las carbapenemasas
KPC:
2001. Aparecen en EEUU, concretamente en la Costa Este (NY).
2003. Aparecen en Grecia, tardan poco en asociarse con otras βlactamasas, como VIM, BLEE o pAmpC.
2006. Auge bibliográfico donde se describen estos enzimas en los
cinco continentes.
2010. Se describe el primer brote en España.
NDM:
2008. NDM-1 aparece en Suecia de un paciente repatriado de Nueva
Delhi, donde aíslan una cepa de E. coli y otra de K. pneumoniae.
2010. Se describen en UK, Bélgica, Holanda y Francia, siempre de
pacientes relacionados con la India o Pakistán.
2010. European Centre for Disease Prevention and Control (eCDC):
del 01/2008 al 10/2010 se describen 77 pacientes de 13 países
europeos. Nº de casos por año: 8 en 2008, 30 en 2009 y 9 en 2010
(mayoría de UK).
OXA-48:
2001. Se describe la primera cepa productora de OXA-48, una cepa de
K. pneumoniae aislada en Turquía.
Adquiere mayor importancia en el área mediterránea (Turquía, Egipto,
Líbano, España), aunque también se ha descrito en UK, Bélgica,
Francia, Irlanda, Senegal, Argentina y la India.
SMART (2008-2009). Describe una prevalencia del 0,06% en
enterobacterias.
Mapa del origen y distribución de las carbapenemasas KPC, OXA-48 y NDM
Distintas carbapenemasas en Europa
J. Oteo et al / Enferm Infecc Microbiol Clin. 2014; 32 (Supl 4):17-23
NDM-type
KPC-type
VIMtype
IMP-type
OXA-type
Epidemiological stages
Rare cases
Outbreaks
Endemics
No report
Esquema de la detección en el laboratorio de las carbapenemasas
Sensibilidad reducida a C3G,
aztreonam y/o cefepima
Impi, Mero ≥ 1 mg/L - ≤ 21 mm
Erta
≥ 1 mg/L - ≤ 24 mm
Test tridimensional
Hodge modificado
Con/sin cloxacilina (250 mg/L)
Positivo
Doble disco
Discos combinados
Ác. clav.,
Ac. borónico (KPC)
Miriagou V, et al..
CMI 2010; 16: 112–
122
Doble disco
Discos combinados
E-Test IMP
+/- EDTA o DPA
Confirmación por PCR
(posibilidad de OXA, temocilina)
Doyle D, et al. JCM
2012; 50: 3877–80.
Una prueba rápida reciente de tetección de carbapenemasas es el Rapidec
Carba NP (Biomerieux)
Poirel, L, Nordmand, P. J. Clin. Microbiol.-2015; 53:3003-8
El test confirma, en menos de 2 horas, las cepas
productoras de carbapenemasas (Enterobacteriaceae,
Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii)
en los cultivos en agar, por hidrólisis de un substrato
de imipenem con zinc e indicador de rojo de fenol.
Detecta las clases A (KPC), B (metalo-betalactamasas
NDM-1, VIM e IMP) y D (OXA) de carbapenemasas
pero sin distinguirlas.
Interpretación del EUCAST de BLEE, AmpC y carbapenemasas
EUCAST_detection_of_resistance_mechanisms_v1.0_20131211
Ante la detección de carbapenemasas en el laboratorio, hay una pregunta importante
a hacerse:
Livermore DM, et al. Are susceptibility tests enough, or should
laboratories still seek ESBLs and carbapenemases directly?
J Antimicrob Chemother. 2012;67:1569-77.40
Consejos reciente EUCAST afirma que, con los puntos de corte bajos, los resultados
de sensibilidad para cefalosporinas y carbapenémicos pueden ser informados "como
adecuados", incluso para las cepas con (BLEE) y carbapenemasas. El CLSI tiene un
consejo similar, pero con mayores puntos de corte para ceftazidima y cefepima que los
de EUCAST. Datos farmacodinámicos y estudios en animales se han utilizado para
apoyar estos puntos de vista, junto con algunos análisis de series de casos clínicos.
David Livermore y cols. sostienen que este tipo de consejos son un error por tres
razones: En primer lugar, mientras que hay casos registrados donde cefalosporinas y
carbapenemes con bajas CMI, productoras de BLEE y carbapenemasas, han
demostrado su eficacia en infecciones, hay un número similar de casos en los que
este tipo de tratamiento ha fracasado; en segundo lugar, las pruebas de sensibilidad
habituales son menos precisas que las de investigación, lo que significa que las
bacterias productoras de BLEE y carbapenemasas con CIM "reales" de 1-8 mg / L
oscilarán entre las distintas categorías de sensibilidad de acuerdo con que pruebas y
cómo se han hecho; en tercer lugar, aunque el EUCAST sigue abogando por la
detección de BLEE y carbapenemasas con fines epidemiológicos, la consecuencia
probable de no buscar estas enzimas con fines de tratamiento es que algunos
laboratorios no las buscarán nunca, lo que lleva a una pérdida de información crítica
de control de infecciones. En resumen, es prudente seguir buscando BLEE y
carbapenemasas directamente por los métodos adecuados.
Estudio sobre OXA-48 en Cataluña
Los carbapenemes representan actualmente los fármacos de elección para el
tratamiento de infecciones graves causadas por cepas multirresistentes de
enterobacterias de BLEE. Recientemente, sin embargo, la aparición de resistencias a
esta familia de antibióticos es un tema de gran preocupación clínica. El mecanismo
más común para la resistencia a un carbapenem de Klebsiella pneumoniae es la
producción de carbapenemasas (clases A, B o D de Ambler), concretamente la
oxacillinasa OXA-48, detectada inicialmente en Turquía y propagada posteriormente a
la zona mediterránea, y otros países tan distantes como Senegal, Bélgica, Argentina,
Reino Unido, Francia y la India.
Hace 3 años se llevó a cabo un nuevo estudio para detectar la enzima OXA-48 en
varios hospitales de Cataluña:
Año 2012 (enero-diciembre)
Centros participantes: 12 hospitales comarcales
Se aislaron, en 8 de los 12 hospitales, 85 cepas portadoras de OXA-48 de
un total de 177 cepas sospechosas.
En la figuras y tabla siguientes se pueden ver los resultados detallados del estudio,
como los aislados totales de K. pneumoniae en los distintos hospitales, su prevalencia
y el entorno génico.
Hospital
K. pneumoniae
aisladas
Prevalencia
Barcelona (SCIAS)
215
0
Calella
421
0,71%
General de Catalunya
288
0,35%
Granollers
436
5,73%
L'Hospitalet
296
3,40%
Vic
449
6,70%
Martorell
170
0
Municipal de Badalona
389
0
Mataró
383
0,52%
Sant Pau
432
0,92%
Sant Joan de Déu de Manresa
422
2,36%
0
0
3901
2,2%
Sant Joan de Reus
Conclusión del estudio de K. peumoniae productora de OXA-48:
•
La prevalencia de Klebsiella pneumoniae productora de OXA-48 en Cataluña
fue del 2,2%.
•
El Test de Hodge modificado fue útil para sospechar la presencia de OXA-48
pero fue poco específico.
•
Hay dos clones mayoritarios circulando pertenecientes al ST405 y ST101.
•
El gen blaOXA-48 se localizó en un plásmido conjugativo del grupo IncL.
•
El gen blaOXA-48 se encontraba en el Tn1999.2 y Tn1999.
Difusión de la resistencia y bacteriófagos
La resistencia a los antibióticos puede acaecer por mutaciones espontáneas o
adquiridas, y por la incorporación de genes de resistencia (GRA), que se pueden
extender entre las células mediante el uso de plataformas genéticas conocidas como
elementos genéticos móviles. Los elementos genéticos móviles estudiados con mayor
frecuencia son los plásmidos, transposones, integrones y, más recientemente, los
bacteriófagos
Mutaciones espontáneas
Incorporación de GRA
Difusión vertical
Difusión horizontal
Elementos Genéticos
Plásmidos
Transposones
Integrones
Bacteriófagos
Recientemente, algunos estudios han sugerido que el papel de los fagos que llevan
GRA en el ambiente es mucho más importante de lo que se pensaba. Estos genes han
sido encontrados abundantemente en la fracción de ADN de bacteriófagos de agua
contaminada con materia fecal, y los análisis de metagenómica indican que hay
abundantes GRA en el ADN viral.
Los bacteriófagos
•
Están presentes en una importante fracción del genoma bacteriano.
•
Son las entidades más abundantes en la biosfera.
•
Presentan una elevada persistencia en el medio ambiente.
•
Son elementos esenciales en la variabilidad genética bacteriana
•
Los análisis metagenómicos muestran abundantes GRA en el ADN vírico.
•
Los bacteriófagos y sus GRA están presentes en:
Bacterias Gram positivas:
Streptococcus pyogenes (tetraciclina, macrólidoslincosamidas y clindamicina)
Bacillus anthracis (fosfomicina)
Enterococci (tetraciclina y gentamicina)
Staphylococcus aureus (penicilina y tetraciclina)
Bacterias Gram negativas:
Pseudomonas aeruginosa (imipenem y cefotaxima)
Actinobacillus actinomycetemcomitans (tetraciclina)
Salmonella enterica (tetraciclina, cloranfenicol y
betalactámicos – PSE-1)
Antecedentes del equipo en bacteriófagos y genes de resistencia
antibiótica
Colomer-Lluch, M, L. Imamovic, J. Jofre and M. Muniesa. Bacteriophages carrying
antibiotic resistance genes in fecal wastes from cattle, pigs and poultry. Antimicrob
Agents Chemother 2011; 55:4908-11.
Colomer-Lluch M, Jofre J, Muniesa M. Antibiotic resistance genes in the
bacteriophage DNA fraction of environmental samples. PLoS One 2011; 6 (3):e17549.
Muniesa M, García A, Miró E, Mirelis B, Prats G, Jofre J, Navarro F. Bacteriophages
and diffusion of beta-lactamase genes. Emerg Infect Dis 2004; 10:1134-7.
Muniesa M, Colomer-Lluch M, Jofre J. Potential impact of environmental
bacteriophages in spreading antibiotic resistance genes. Future Microbiol 2013; 8:
739-51.
Quirós, P.; Colomer-Lluch, M.; Martínez-Castillo, A.; Miró, E.; Argente, M.; Jofre, J.;
Navarro, F.; Muniesa, M. Antibiotic-resistance genes in the bacteriophage DNA
fraction of human fecal samples. 2014. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 58:
606-9.
Estudio de bacteriófagos en heces humanas
Análisis de 9 GRA en ADN de bacteriófagos de muestras de heces
humanas
Genes a detectar:
•
blaTEM (betalactamasa, clase A, penicilinasa)
•
blaCTX-M-1 (betalactamasa, clase A, cefalosporinasa)
•
blaCTX-M-9 (betalactamasa, clase A, cefalosporinasa)
•
mecA (Penicillin binding protein, resistencia a meticilina
en S. aureus)
•
armA (metiltransferasa, resistencia a aminoglucósidos)
•
qnrA (resistencia a quinolonas)
•
qnrS (resistencia a quinolonas)
•
blaOXA-48 (resistencia a carbapenems)
•
Sul1 (Resistencia a sulfamidas)
Cuantificación de CG/ml de los GRA por qPCR del ADN total y
del ADN fágico de 113 muestras de heces humanas
Secuenciación GRA de ADN fágico
Material y métodos
Resultados
Sant Pau (2012-13) Sant Pau (2014)
n=80
% positivas
blaTEM
n=32
log GC/g
% positivas
log GC/g
64%
4-5
43,8%
3,4
blaCTX-M-1
21,3%
3-3.5
9,4%
3,3
qnrA
42,5%
3,5-4
12,5%
2,3
qnrS
1,3%
4,5
3,1%
2,2
mecA
1,3%
5
9,4%
3,2
armA
6,3%
4,5-5
25%
2,3
% prevalencia de cada GRA en DNA
encapsidado
blaTE
sul1 blaCTXM-1 blaCTXM-9 mecA qnrA
qnrS
armA blaOXA-48
Densidades medias de cada GRA en DNA
encapsidado
Conclusiones del estudio
•
Todos los genes de resistencia antimicrobiana estudiados están
presentes en las heces.
•
Todos los genes de resistencia antimicrobiana estudiados están
presentes en el DNA fágico, aunque en menor proporción.
•
En todas la muestras se detectó como mínimo un gen de resistencia.
•
En el 77,5% de las muestras se detectó como mínimo un gen de
resistencia asociado a DNA fágico
•
Los bacteriófagos pueden actuar como vectores en la difusión de
la resistencia antimicrobiana
Agradecimiento del autor a: Dras. Beatriz Mirelis, M. Alba Rivera, Elisenda Miró y
Maite Muniesa