Profile oporności na antybiotyki pałeczek Klebsiella pneumoniae wytwarzających karbapenemazy KPC i NDM

Antibiotic resistance profiles of KPC and NDM carbapenemases-producing Klebsiella pneumoniae

Dominika Ojdana, Paweł Tomasz Sacha, Anna Gutowska, Piotr Majewski, Piotr Wieczorek, Elżbieta Anna Tryniszewska

Zakład Diagnostyki Mikrobiologicznej i Immunologii Infekcyjnej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku

Paweł Tomasz Sacha
Zakład Diagnostyki Mikrobiologicznej
i Immunologii Infekcyjnej
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku
ul. Waszyngtona 15A, 15-269 Białystok
Tel.: 85 746 85 71

Wpłynęło: 04.04.2019
Zaakceptowano: 06.05.2019
Opublikowano on-line: 11.07.2019

Cytowanie / Citation

Ojdana D, Sacha PT, Gutowska A, Majewski P, Wieczorek P, Tryniszewska EA. Profile oporności na antybiotyki pałeczek Klebsiella pneumoniae wytwarzających karbapenemazy KPC i NDM.
Zakażenia XXI wieku 2019;2(3):131–137.
doi: 10.31350/zakazenia/2019/3/Z2019020

Wersja elektroniczna / Article ePDF

Streszczenie:
Wstęp. Pałeczki Klebsiella pneumoniae to ważny czynnik etiologiczny zakażeń szpitalnych, a jego znaczenie kliniczne w ostatnim czasie się zwiększa wskutek narastającej zdolności produkcji karbapenemaz. Cel pracy. Celem pracy było określenie profili oporności na antybiotyki pałeczek K. pneumoniae wytwarzających karbapenemazy KPC lub NDM. Materiał i metody. Badania przeprowadzono na stu trzydziestu czterech szczepach K. pneumoniae, w tym trzydziestu dziewięciu szczepach wytwarzających karbapenemazy typu KPC, oraz dziewięćdziesięciu pięciu wytwarzających metalo-β-laktamazy typu NDM. Szczepy wyizolowano z materiałów klinicznych pochodzących od pacjentów hospitalizowanych w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym w Białymstoku. Wrażliwość na antybiotyki badanych szczepów przeprowadzono w systemie automatycznym VITEK-2. Ocena wytwarzania karbapenemaz przez badane szczepy została potwierdzona metodami zalecanymi przez EUCAST. Wyniki. Wykazano, że wrażliwość szczepów KPC-dodatnich na antybiotyki była najwyższa na gentamycynę (87,2%) oraz kolistynę (61,1%). W przypadku szczepów NDM-dodatnich stwierdzono, że kolistyna, trimetoprim z sulfametoksazolem oraz gentamycyna były antybiotykami, wobec których odnotowano najwyższe odsetki szczepów wrażliwych, odpowiednio: 93,2%, 66,3% oraz 44,7%. Analiza wyników badania lekowrażliwości wykazała, że u szczepów KPC-dodatnich najczęściej występującym profilem oporności (15,4%) była oporność na cyprofloksacynę, meropenem i trimetoprim z sulfametoksazolem, średnia wrażliwość dotyczyła amikacyny, imipenemu, tygecykliny, natomiast wrażliwość – gentamycyny i kolistyny. W przypadku badanych szczepów NDM-dodatnich najczęstszy profil oporności (32,9%) dotyczył ich oporności na cyprofloksacynę, gentamycynę, meropenem, imipenem, średnią wrażliwość szczepy te wykazywały na amikacynę, tygecyklinę, a wrażliwość – na kolistynę i trimetoprim z sulfametoksazolem. Wnioski. Z przeprowadzonych badań wynika, że wszystkie szczepy K. pneumoniae KPC-dodatnie oraz NDM-dodatnie cechowała wielolekooporność oraz znaczne zróżnicowanie profili oporności na antybiotyki.

Słowa kluczowe: K. pneumoniae, KPC, NDM, profile oporności

Abstract:
Introduction. Klebsiella pneumoniae is an important etiological factor of nosocomial infections, whose clinical significance has increased recently due to their increasing ability to produce carbapenemases. Aim of the study. The aim of the study was to determine antibiotic susceptibility profiles among K. pneumoniae strains that produce beta-lactamases of the KPC or NDM type. Material and methods. The study was carried out on 134 K. pneumoniae strains, including 39 of KPC-producing strains, and 95 of NDM–producing strains. The strains were isolated from clinical materials obtained from patients hospitalized at the University Hospital of Bialystok. The susceptibility to antibiotics was examined with the use of VITEK-2 automatic system. The carbapenemases production by the tested strains was confirmed by the methods recommended by EUCAST. Results. It was shown that KPC-positive strains presented the highest percentage of susceptibility, i.e. 87.2% and 61.1%, against gentamicin and colistin, respectively. Among NDM-positive strains, it was shown that colistin, trimethoprim with sulfamethoxazole and gentamicin were antibiotics with the highest percentages of susceptible strains, at a level of 93.2%, 66.3% and 44.7%, respectively. Susceptibility testing results showed that among the KPC-positive strains the most common resistance profile (15.4%) was resistance to cyprofloxacin, meropenem and trimethoprim with sulfamethoxazole, intermediate resistance to amikacin, imipenem, tigecycline and susceptibility to gentamicin and colistin. Among NDM-positive strains, the most common resistance profile was found in 32.9% of isolates and included resistance to cyprofloxacin, gentamicin, meropenem, imipenem, intermediate resistance to amikacin, tigecycline and susceptibility to colistin and trimethoprim with sulfamethoxazole. Conclusions. Summing up, all KPC- and NDM-positive K. pneumoniae strains demonstrated multi-drug resistance and significant differentiation of resistance profiles to antibiotics.

Key words: K. pneumoniae, KPC, NDM, resistance profiles

  1. Nawrotek P, Grygorcewicz B, Augustyniak A. Zmiany w taksonomii γ-Proteobacteria, modyfikacja nazwy rzędu Enterobacteriales i nowe rodziny w obrębie Enterobacteriales ord. nov. Post Mikrobiol 2017;56(4):465–469.
  2. Podschun R, Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin Microbiol Rev 1998;11(4):589–603. doi:  1128/CMR.11.4.589
  3. European Centre for Disease Prevention and Control. Surveillance of antimicrobial resistance in Europe 2016. Annual report of the European Antimicrobial Resistance Surveillance Network (EARS-Net). ECDC, Stockholm, 2017.
  4. Nordmann P, Dortet L, Poirel L. Carbapenem resistance in Enterobacteriaceae: here is the storm! Trends Mol Med 2012;18(5):263–272. doi:  1016/j.molmed.2012.03.003
  5. Nordmann P, Naas T, Poirel L. Global spread of carbapenemase producing Enterobacteriaceae. Emerging Infectious Diseases 2010;17(10):1791–1798. doi:  3201/eid1710.110655
  6. Ye Y, Xu L, Han Y i wsp. Mechanism for carbapenem resistance of clinical Enterobacteriaceae isolates. Experimental and Therapeutic Medicine 2018;15(1):1143–1149. doi:  3892/etm.2017.5485
  7. Bush K, Jacoby GA. Updated functional classification of β-lactamases. Antimicrob Agents Chemother 2010;54(3):969–976. doi:  1128/AAC.01009–09
  8. Ambler RP. The structure of β-lactamases. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 1980;289(103^:321–331. doi:  1098/rstb.1980.0049
  9. Yigit H, Queenan AM, Anderson GJ i wsp. Novel carbapenem-hydrolyzing β-lactamase, KPC-1, from a carbapenem-resistant strain of Klebsiella pneumoniae. Antimicrob Agents Chemother 2001;45(4):1151–1161. doi:  1128/AAC.45.4.1151-1161.2001
  10. Baraniak A, Izdebski R, Herda M i wsp. Emergence of Klebsiella pneumoniae ST258 with KPC-2 in Poland. Antimicrob Agents Chemother 2009;53(10):4565–4567. doi:  1128/AAC.00436–09
  11. Yong D, Toleman MA, Giske CG i wsp. Characterization of a new metallo-β-lactamase gene, blaNDM-1, and a novel erythromycin esterase gene carried on a unique genetic Structure in Klebsiella pneumoniae sequence type 14 from India. Antimicrob Agents Chemother 2009;53(12):5046–5054. doi:  1128/AAC.00774–09
  12. Fiett J, Baraniak A, Izdebski R i wsp. The first NDM metallo-β-lactamase-producing Enterobacteriaceae isolate in Poland: evolution of IncFII-type plasmids carrying the blaNDM-1 gene. Antimicrob Agents Chemother 2014;58(2):1203–1207. doi:  1128/AAC.01197–13
  13. Sacha PT, Ojdana D, Wieczorek P i wsp. Genetic similarity and antimicrobial susceptibility of Klebsiella pneumoniae – producing carbapenemase (KPC-2) isolated in different clinical specimens received from University Hospitals in Northeastern Poland. African Journal of Microbiology Research 2012;6(41):6888–6892. doi:  5897/AJMR12.266
  14. Morrissey I, Hackel M, Badal R i wsp. A review of ten years of the Study for Monitoring Antimicrobial Resistance Trends (SMART) from 2002 to 2011. Pharmaceuticals (Basel) 2013;6(11):1335–1346. doi:  3390/ph6111335
  15. Queenan AM, Bush K. Carbapenemases: The Versatile β-Lactamases. Clin Microbiol Rev 2007;20(3):440–458. doi:  1128/CMR.00001-07
  16. Sypsa V, Psichogiou M, Bouzala GA i wsp. Transmission dynamics of carbapenemase-producing Klebsiella Pneumoniae and anticipated impact of infection control strategies in a surgical unit. PLoS ONE 2012;7(7):1–11. doi:  1371/journal.pone.0041068
  17. Albiger B, Glasner C, Struelens M i wsp. The European Survey of Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae (EuSCAPE) working group. Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in Europe: assessment by national experts from 38 countries, May 2015. Euro Surveill 2015;20(45):1–18. doi:  2807/1560-7917.ES.2015.20.45.30062
  18. van Duin D, Doi Y. The global epidemiology of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Virulence 2017;8(4):460–469. doi:  1080/21505594.2016. 1222343
  19. Carvalhaes CG, Cayô R, Gales AC. Klebsiella pneumoniae carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae in the intensive care unit: a real challenge to physicians, scientific community, and society. Shock 2013;39(Suppl 1):S32–S37. doi:  1097/SHK.0b013e31828faf1f
  20. Paño Pardo JR, Serrano Villar S, Ramos Ramos JC i wsp. Infections caused by carbapenemase-producing Enterobacteriaceae: risk factors, clinical features and prognosis. Enferm Infecc Microbiol Clin 2014;32:41–48. doi:  1016/S0213–005X (14)70173-9
  21. Seibert G, Hörner R, Meneghetti BH i wsp. Nosocomial infections by Klebsiella pneumoniae carbapenemase producing Enterobacteria in a teaching hospital. Einstein (Sao Paulo) 2014;12(3):282–286. doi:  1590/S1679-45082014AO3131
  22. European Centre for Disease Prevention and Control. Rapid risk assessment: Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae – 8 April 2016. ECDC, Stockholm, 2016. doi:  2900/296939
  23. Oteo J, Miró E, Pérez-Vázquez M i wsp. Evolution of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae at the global and national level: what should be expected in the future? Enferm Infecc Microbiol Clin 2014;32(Suppl 4):17–23. doi:  1016/S0213-005X(14)70170-3
  24. Rodríguez-Baño J, Cisneros JM, Gudiol C i wsp. Treatment of infections caused by carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Enferm Infecc Microbiol Clin 2014;32 (Suppl 4):49–55. doi:  1016/S0213-005X (14)70174-0
  25. Tijet N, Sheth PM, Lastovetska O i wsp. Molecular characterization of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing Enterobacteriaceae in Ontario, Canada, 2008–2011. PLoS One 2014;9(12):1–12. doi:  1371/journal.pone.0116421
  26. Hu X, Xu X, Wang X i wsp. Diversity of New Delhi metallo-beta-lactamase-producing bacteria in China. International Journal of Infectious Diseases 2017;55:92–95. doi:  1016/j.ijid.2017.01.011
  27. Magiorakos AP, Srinivasan A, Carey RB i wsp. Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pan-drug-resistant bacteria: and international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin Microbiol Infect 2012;18(3):268–281. doi:  1111/j.1469-0691.2011. 03570.x
  28. Tzouvelekis LS, Markogiannakis A, Psichogiou M i wsp. Carbapenemases in Klebsiella pneumoniae and other Enterobacteriaceae: an evolving crisis of global dimensions. Clin Microbiol Rev 2012;25(4):682–707. doi:  1128/CMR.05035–11
  29. Fritzenwanker M, Imirzalioglu C, Herold S i wsp. Treatment options for carbapenem- resistant gram-negative infections. Dtsch Arztebl Int 2018;115(20–21):345–352. doi:  3238/arztebl.2018.0345].
  30. Taneja N, Kaur H. Insights into newer antimicrobial agents against gram-negative bacteria. Microbiol Insights 2016;9:9–19. doi:  4137/MBI.S29459
  31. Morrill HJ, Pogue JM, Kaye KS i wsp. treatment options for carbapenem-resistant Enterobacteriaceae infections. Open Forum Infect Dis 2015;2(2):1–15. doi:  1093/ofid/ofv050
  32. Trecarichi EM, Tumbarello M. Therapeutic options for carbapenem-resistant Enterobacteriaceae infections. Virulence 2017;8(4):470–484. doi:  1080/21505594.2017.1292196

Konflikt interesów: nie zgłoszono.
Potential conflicts of interest: no conflicts.

MAVIPURO POLSKA Sp. z o.o.
ul. Wyspowa 2/13
03-687 Warszawa
Tel.: +48 22 110 03 81
Fax:   +48 22 378 28 51
e-mail: kontakt@mavipuro.pl

 

POLITYKA PRYWATNOŚCI

 

 

PIERWSZE MAZOWIECKIE SPOTKANIE MIKROBIOLOGÓW I EPIDEMIOLOGÓW


» PROGRAM


» REJESTRACJA