Επιδημιολογική μελέτη και διερεύνηση πλασμιδιακών AmpC β-λακταμασών και καρβαπενεμασών στα εντεροβακτηριοειδή στην ελληνική επικράτεια

Abstract

Η παρούσα διατριβή περιστρέφεται γύρω από δύο κεντρικούς άξονες, αφενός την καταγραφή και διερεύνηση πλασμιδιακών AmpC β-λακταμασών σε στελέχη εντεροβακτηριακών, τη συγκριτική εκτίμηση της αποτελεσματικότητας διαφόρων αναστολέων στην ανίχνευση τους,την αξιολόγηση ενός τροποποιημένου CLSI ESBL τεστ και αφετέρου την καταγραφή καιδιερεύνηση νεωτέρων καρβαπενεμασών που έχουν ανιχνευθεί πρόσφατα στην Ελληνική επικράτεια. Για την μελέτη των πλασμιδιακών AmpC β-λακταμασών έγινε έλεγχος 105 Εντεροβακτηριακών στελεχών (K.pneumoniae, E.coli, K.oxytoca, P.mirabilis) με μειωμένη ευαισθησία ή αντοχή στην κεφοξιτίνη (FOX) ή/και στην κεφοτετάνη (CTT) σε συνδιασμό με αντοχή ή μειωμένη ευαισθησία σε μία τουλάχιστον εκτεταμένου φάσματος κεφαλοσπορίνη. Οι πλασμιδιακές AmpC, ESBL και VIM καρβαπενεμάσες ανιχνεύθηκαν με PCR και προσδιορίστηκαν με νουκλεοτιδική αλληλούχιση. Πραγματοποιήθηκαν τεστ ευαισθησίας με την μέθοδο διάχυσης δισκίων, προσδιορισμός MIC ερταπενέμης με Etest και διερεύνηση κλωνικότητας με ERIC-PCR και REP-PCR. Έγινε συγκριτική εκτίμηση τεσσάρων αναστολέων, της κλοξασιλλίνης (CLOX), του φαινύλ-βορονικού οξέος (PBA), του 3-ακετύλ-φαινύλ βορονικού οξέος (APA) και του 3-άμινο-φαινύλ βορονικού οξέως (APBA) το τελευταίο σε δύο συγκεντρώσεις με υποστρώματα την FOX, CTT, κεφταζιδίμη (CAZ) καικεφοταξίμη (CTX). Τέλος εκτιμήθηκε ένα τροποποιημένο CLSI ESBL τεστ με την χρήση των προηγούμενων αναστολέων.Συνολικά βρέθηκαν 59 στελέχη με πλασμιδιακές AmpC β-λακταμάσες, εκ των οποίων 35 έφεραν και ESBL. Η πλειονότητα των στελεχών έφερε την MOX-2 β-λακταμάση και ακολούθως την CMY-2. Σε μικρότερη συχνότητα βρέθηκαν η CMY-4, CMY-13 και CMY-31 καθώς και τρία πρωτοεμφανιζόμενα στην Ελλάδα ένζυμα η DHA-1 και δύο νεώτερες β-λακταμάσες μια CMY-4-like και μία MIR-2-like. Τα στελέχη P.mirabilis ανήκαν σε ένα κλώνο, οι K.oxytoca εμφάνιζαν δύο κλώνους με ένα διακριτό υπότυπο, ενώ οι E.coli καιK.pneumoniae διαχωρίστηκαν σε συνολικά 11 και 8 κλώνους αντίστοιχα.Η FOX υπερτερούσε σε σχέση με την CTT ως αρχικό screening. Όσον αφορά την επιβεβαιωτική φαινοτυπική μέθοδο η FOX σε συνδιασμό με το APBA δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα αναγνωρίζοντας επιτυχώς 57/59 στελέχη. Το τροποποιημένο CLSI ESBL τεστ υπερείχε σημαντικά σε ευαισθησία και ειδικότητα με την χρήση CLOX (91,4%, 75%), PBA(100%, 75%) ή APBA (97,1%, 79,1%) σε σχέση με το κλασσικό CLSI ESBL τεστ (85,7%,58,3%). Συνολικά καλύτερα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν με την χρήση του PBA. Το APAαπέτυχε να λειτουργήσει ικανοποιητικά εμφανίζοντας χαμηλή ευαισθησία (54,3%).Στην περίπτωση των NDM καρβαπενεμασών συνολικά έγινε έλεγχος 132 Εντεροβακτηριακών στελεχών με αντοχή στις καρβαπενέμες που είχαν συλλεχθεί από τον Ιανουάριο 2010 έως τον Ιούνιο 2013, έδιναν θετικό το τροποποιημένο Hodge τεστ (MHT) και τις φαινοτυπικές δοκιμασίες για παραγωγή μέταλλο-β-λακταμάσης (MBL). Συνολικά 78 στελέχη K.pneumoniae, που συγκεντρώθηκαν από 71 ασθενείς έφεραν το blaNDM-1 γονίδιο. Η πλειονότητα των στελεχών ήταν επίσης θετικά και για τα blaOXA-1, blaCTX-M-15 και blaTEM-1 γονίδια.. Η πλασμιδιακή ανάλυση έδειξε ότι το blaNDM-1 γονίδιο φέρεται επί ενός πλασμιδίου μεγέθους ~95kbp και ανήκει στο IncFII γκρουπ ασυμβατότητας. Ανάλυση του γενετικού περιβάλλοντος του blaNDM-1 γονιδίου έδειξε ότι του γονιδίου προηγείτο ένα μη διακεκομμένοISAba125 στοιχείο ενώ μετά το γονίδιο ακολουθεί το bleMBL γονίδιο. Η ERIC-PCR και ηPFGE ανέδειξαν ότι όλα τα στελέχη ανήκαν σε ένα διακριτό κλώνο Α, με μια υποομάδα Α1 και η MLST αντιστοίχησε τα στελέχη στο τύπο ST11. Μεταφορά της αντοχής στις καρβαπενεμάσες επιτεύχθηκε με πάρα πολύ χαμηλή συχνότητα ~ 1,3x10-7 διασυζευτικά στελέχη ανά κύτταρο δότη. Παρατηρήθηκαν δύο επιδημίες, η πρώτη από Νοέμβριο-Δεκέμβριο 2011, με 4 εμπλεκόμενους ασθενείς και η δεύτερη με έναρξη το Μάιο 2012 και συνεχιζόμενη, με τα υπόλοιπα περιστατικά. Για δύο ασθενείς θεμελιώθηκε η αυτόχθονος πρόσληψη των στελεχών από την κοινότητα. Δεν βρέθηκαν συνδετικά στοιχεία που να βεβαιώνουν έκθεση των περιστατικών σε ενδημικές περιοχές.Από τον Δεκέμβριο 2011 έως το Μάρτιο 2012 13 στελέχη K.pneumoniae με αντοχή στην ερταπενέμη, με θετικό MHT αλλά αρνητικές φαινοτυπικές δοκιμασίες για παραγωγή MBL καιKPC τύπου καρβαπενεμασών, απομονώθηκαν από 9 ασθενείς.Όλα τα στελέχη έφεραν το blaOXA-48 γονίδιο καθώς και το blaOXA-1 και blaCTX-M-15. Το blaOXA48 γονίδιο εντοπίστηκε επί συζευκτικού πλασμιδίου τάξης IncL/M μεγέθους ~62kb. Η ανάλυση του γενετικού περιβάλλοντος πιστοποίησε την παρουσία του IS1999 πριν το γονίδιο,σχηματίζοντας το μεταθετό στοιχείο Tn1999. Η ανάλυση αλληλουχιών των γονιδίων των μεμβρανικών πρωτεϊνών ompK35 και ompK36 δεν ανέδειξε μεταλλάξεις σχετιζόμενες με προβλήματα διαβατότητας. Η PFGE ομαδοποίησε τα στελέχη σε ένα διακριτό κλώνο, με δύο υπότυπους (Ια και Ιb) και η MLST αντιστοίχησε τα στελέχη στο ST11. Σε χρονικό διάστημα περίπου ίσο με 2,5 χρόνια και έναρξη το 2010 από τρία δείγματα ούρων ασθενούς, τα δύο πρώτα εκ των οποίων προσκομίσθηκαν με διαφορά 41 ημερών ενώ το τελευταίο μετά από 2,5 χρόνια, απομονώθηκαν στελέχη Κ.pneumoniae με αντοχή στις κεφαμυκίνες και στις εκτεταμένου φάσματος κεφαλοσπορίνες, θετικά φαινοτυπικά τεστ για παραγωγή AmpC β-λακταμάσης και αρνητικό τροποιημένο CLSI-ESBL τεστ. Τα δύο αρχικά στελέχη παρουσίαζαν επίσης αντοχή στις καρβαπενέμες, θετικό ΜΗΤ και αρνητικά φαινοτυπικά τεστ για παραγωγή καρβαπενεμάσης τάξης Α ή Β. Η μοριακή διερεύνηση αν έδειξε την παρουσία του blaOXA-162 γονιδίου καθώς και του blaOXA-1 και του blaDHA-1 στα δύο αρχικά στελέχη ενώ το τελευταίο ήταν αρνητικό για το blaOXA-162. Το IS1999 προηγείτο τουblaOXA-162. Δεν βρέθηκαν μεταλλάξεις σχετιζόμενες με προβλήματα διαβατότητας. Η πλασμιδιακή ανάλυση έδειξε την ύπαρξη δύο μεγάλων πλασμιδίων ~140kb και ~62kb καθώς και ενός μικρότερου μεγέθους 2kb στα δύο πρώτα στελέχη, ενώ στο τελευταίο απουσίαζε το 62kb πλασμίδιο. Τα πειράματα σύζευξης δεν οδήγησαν στην δημιουργία διασυζευκτών. ΗPFGE ομαδοποίησε τα στελέχη σε ένα διακριτό κλώνο και η MLST τα αντιστοίχησε στοST11.