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Aktuelles zu Acinetobacter baumannii
Yvonne PfeiferYvonne Pfeifer
FG13 Nosokomiale Infektionserreger und AntibiotikaresistenzenFG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen
Robert KochRobert Koch--Institut, Bereich WernigerodeInstitut, Bereich Wernigerode
Fachtagung Krankenhaushygiene 2014Prävention Nosokomialer Infektionen und Umgang mit
multiresistenten Erregern
Halle (Saale), 30. April 2014Halle (Saale), 30. April 2014
Yvonne Pfeifer 2
Acinetobacter
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Gram-negative, Oxidase-negative, aerobe Bakterien
A. baumannii
„Nonfermenter“ (Glukosestoffwechsel)
Nicht wirklich „akinetisch“: Bewegung entlang feuchter Oberflächen (Pili-vermittelt) möglich
Ordnung Pseudomonadales
Biofilmbildner und hohe „Umweltresistenz“
A. baumannii; RKI EpiBull 32/2013
humanpathogene Spezies: die Acinetobacter baumannii-Gruppe
A. baumannii
A. pittii (Genom-Spezies 3)A. nosocomialis (Genom-Spezies 13TU)
Wundinfektionen, Bakteriämie, Sepsis,Atemwegsinfektionen, PneumonieHarnwegsinfektionen
Risiko Multiresistenz: Behandlungsoptionen stark eingeschränkt
Yvonne Pfeifer 3Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Prävalenz und klinische Relevanz
Regionale Unterschiede: Nordamerika und Westeuropa 4-5 %, Osteuropa und Asien 17-19 %
In tropische /subtropischen Gebieten häufigster Keim auf Intensivstationen (in Deutschland nur ca. 2% Prävalenz auf IST)
Mediale Aufmerksamkeit für die Problematik: A. baumannii als häufiger (>30%) Verursacher von Wundinfektionen bei US-Soldaten nach Einsätzen in Irak und Afghanistan „Iraqibacter“
9 % aller Infektionen aus Intensivstationen weltweit durch Acinetobacter spp. verursacht
In Deutschland jährlich einzelne Ausbruchsgeschehen durch multiresistente A. baumannii
Pathogenität und Virulenz von A. baumannii sind wenig erforscht und werden kontrovers diskutiert, da von A. baumannii betroffene Patienten zumeist stark immungeschwächt sind (Polytrauma, chron. Erkrankungen, Transplantation)Studien zeigen erhöhte Mortalität bei Intensivpatienten bei Infektionen mit multiresistenten A. baumannii Vardakas KZ et al. 2013; Shorr AF 2009
Vincent JL et al. 2009
Llaca-Diaz JM et al. 2012; ECDC 2012
Griffith ME et al. 2006
Kohlenberg A et al. JMM 2009; Messler S et al. HygMed 2012
Yvonne Pfeifer 4
Problem Spezies-Identifikation
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Gram-Färbung: liefert keine zuverlässigen Ergebnisse
Biochemische Identifikation (z.B. Automatensysteme): Identifikation nicht bis auf Spezies-Ebene möglich: A.-calcoaceticus-A.-baumannii-Komplex (ACB-Komplex)
Kultivierung und Anreicherung: einfach auf Acinetobacter spp.-Selektivnährböden
Ajao AO et al. 2009
A. baumannii, A. pittii, A. calcoaceticus, A. nosocomialis
MALDI-TOF MS:
A. baumannii Detektion gut, andere Acinetobacter-Spezies schlecht(Mit MP-PCR+ ESI-MS aber volle Identifikation möglich) Alvarez-Buylla A et al. 2012;
Espinal P et al. 2012
Sequenzierung rpoB-Locus � A. baumannii
PCR blaOXA-51like � A. baumannii
MP-PCR gyrB � A. baumannii
PCR (+ Sequenzierung):
Turton JF et al. 2006; Kalmovit W et al. 2014
Gundi VA et al. 2009
Higgins PG et al. 2010
Yvonne Pfeifer 5
Resistenzdichte – multiresistente Erreger (MRE)
0
2
4
6
8
10
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
MR
E p
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10
00
pa
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3GC resistant E. coli
3GC resistant K. pneumoniae
Imipenem resistant A. baumannii
Vancomycin resistant E. faecium
MRSA
Abbildung: Charité Universitätsmedizin Berlin, Frau Dr. Meyer (SARI)
http://sari.eu-burden.info/
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Yvonne Pfeifer 6
Antibiotika RResistenz Surveillance Germany - ARS
Resistenzraten Krankenhäuser (Alle Stationen)
https://ars.rki.de
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
A.b. PIP/TAZ-resistent Total
n % n
Jahr 2012 225 17,2 1306
Jahr 2011 256 19,1 1338
Jahr 2010 192 13,9 1379
Jahr 2009 108 9,9 1095
Jahr 2008 70 8,5 819
A.b. CIP-resistent Total
n % n
Jahr 2012 335 19,1 1752
Jahr 2011 298 22,0 1355
Jahr 2010 296 21,3 1391
Jahr 2009 228 20,7 1103
Jahr 2008 251 30,4 825
A.b. Imipenem-resistent Total
n % n
Jahr 2012 155 9,0 1713
Jahr 2011 132 10,2 1299
Jahr 2010 105 8,0 1316
Jahr 2009 48 4,5 1063
Jahr 2008 38 4,8 795
Zunahme von 4MRGN
(KRINKO-Definition, BGBL 10/2012)
Deutlich höhere Resistenzraten auf Intensivstationen (z.B. 15% für Imipenem)
Zunahme der Berichte über Auftreten panresistenter A. baumannii (Resistenz auch gegen Tigecyclin und Colistin)
Yvonne Pfeifer 7
β-Laktamasen und A. baumannii
TEM-1 ���� zunächst in E. coli, später auch in A. baumannii
Extended-Spectrum β-Lactamases (ESBL)
Ursprung
Enterobacteriaceae: TEM-ESBL, SHV-ESBL; CTX-M-ESBL
β-Laktam-hydrolysierende Enzyme, z.B. A.baumannii AmpC-β-Laktamase
Resistenz gegen Aminoacylpenicilline (Ampicillin)
1., 3., 4. Gen. Cephalosporine (Cefotaxim, Cefpodoxim,
Ceftazidim, Cefepim)
Monobactame (Aztreonam)
Empfindlich gegenüber Cephamycinen (z.B. Cefoxitin) und Carbapenemen (Imipenem, Meropenem)
ESBL-Inhibitoren: Clavulansäure, Sulbactam, Tazobactam
ESBL-Phänotyp
ESBL in A. baumannii: PER, GES, VEB
IS26IS903
(a)
Tra
J
Tra
KS
t bA
Ard
A
EcoRII
Cc g
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RepA
Tra
O
Tra
F
traG
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Fip
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IroN Tn1721
KikA
KorB
Ccg
EIII
Tra
L
Stb
B
Tra
M
iterons
resP
MucB
IS1
44.213 kb44.213 kb
Stb
C
ISEcp1
KorA
Tn5051
(b)
Orf
D
Tra
A
Ccg
AII
CcgA
I
5000
100
00
1500
0
20000
25000
30
000
35000
40000
Ard
R
Ccg
D
blaCTX-M-65
� Ab 1965: Nachweis plasmidaler β-Laktamasen (Penicillinasen)
Definition
� Ab 1983: Nachweis von Cephalosporinasen
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Yvonne Pfeifer 8
Carbapenemasen und A. baumannii
KPC „Klebsiella pneumoniae Carbapenemase“ überwiegend in K. pneumoniae
Import aus „Endemiegebieten“ (z.B. Griechenland, Israel, USA)
VIM
NDM-1
OXA-48 bisher nur in Enterobacteriaceae (Import überwiegend aus Türkei, Nordafrika)
OXA-23
OXA-72
OXA-58
OXA-51+ISAba1
Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)
Einzelfälle in A. baumannii
Sehr häufig und weltweit verbreitet in A. baumannii
In den letzten 10 Jahren ca. 300 Publikationen zu Carbapenemase-bildenden A. baumannii � steigende Tendenz
„Verona-Imipenemase“ in A. baumannii, P. aeruginosa und Enterobacteriaceae mäßig häufig
„Neu-Delhi-Metallo-Beta-Laktamase“ in A. baumannii und Enterobacteriaceae mäßig häufig
IMP A. baumannii, P. aeruginosa und Enterobacteriaceae, mäßig häufig
GIM „German Imipenemase“ A. pittii, P. aeruginosa, Enterobacteriaceae
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
9
Carbapenemase-Diagnostik
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)Yvonne Pfeifer
Mod. Hodge-Test
E. coli -ReferenzstammCarbapenem-sensitiv
K. pneumoniae
Carbapenem-sensitivK. pneumoniae
Carbapenemase
Bildner
Modified Hodge Test
- allg. Nachweis von Carbapenemase-Bildung (KPC, MBL, insbesondere OXA-48)
- für epidemiologische Zwecke (Ausbruchsmanagement) geeignet
- falsch positive Ergebnisse (z.B. bei AmpC-Bildung) möglich
Disks:
ImipenemMeropenem
Ertapenem
Girlich, D., Poirel, L., Nordmann, P., 2012. Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae. J. Clin. Microbiol. 50, 477-479.
K. pneumoniae
Carbapenem-resistent aber kein Carbapenemase-Bildner
Yvonne Pfeifer 10
Dortet L, Poirel L, Errera C, Nordmann P. CarbAcineto NP test for rapid detection of carbapenemase-producers in Acinetobacter
spp. J Clin Microb. 2014
Carbapenemase-Diagnostik
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Carvalhaes CG et al. Detection of carbapenemase activity directly from blood culture vials using MALDI-TOF MS: a quick answer for the right decision. J Antimicrob Chemother. 2014 Apr 9
Molekulare Diagnostik: PCR-Detektion (+Sequenzierung) der Carbapenemase-Gene
MALDI-TOF MS: Detektion der Carbapenem-Hydrolyse durch Carbapenemasen
Indikator-Test: Detektion der Carbapenem-Hydrolyse durch Carbapenemasen
Kombinationstest: Hemmung der Carbapenemasen durch Enzym-Inhibitoren
Disk-Test: 1 Meropenem2 Meropenem + MBL-Inhibitor (EDTA)
4 Meropenem + AmpC-Inhibitor (Cloxacillin)
3 Meropenem + KPC-Inhibitor (Borsäure)
„KPC/MBL/AmpC ID-Test“ (Rosco Diagn.); „Carba-Disk Test“ D70C (MAST)
! Ca. 95% der Carbapenem-resistenten A. baumannii bilden eine Carbapenemase !
Yvonne Pfeifer 11
Dient der Stamm-Identifikation/Erregertypisierung/Ausbruchsanalyse
Verbreitung des Resistenzgens
Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von Transposons mit vorgeschalteten Insertionssequenzen (z.B. ISAba1) auf konjugativen Plasmiden
Ausbreitung von Resistenz-
Plasmiden zwischen
verschiedenen Spezies
BA
A Donor
B Rezipient
Ausbreitung von Resistenz-
Plasmiden zwischen
verschiedenen Spezies
BA
A Donor
B Rezipient
Klonale Verbreitung
b) Natürliche Kompetenz
Laufnahme „nackter“ DNA und Einbau in das Chromosom führt zum Erwerb von Reistenzgenen und Ausbildung von Resistenzen
a) Horizontaler Gentransfer (HGT)
Verbreitung bestimmter (multiresistenter) A. baumannii-Stämme (Klone) auf regionaler Ebene (Krankenhaus) oder überregional (weltweite Klonale Linien)
Methodik: ApaI-Makrorestriktion der DNA und Pulsfeld-Gelelektrophorese PFGE)
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
A. baumannii Verwandtschaftsanalyse
Yvonne Pfeifer 12Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
A. baumannii Verwandtschaftsanalyse
76.8 kb
668.9 kb
452.7 kb398.4 kb
336.5 kb310.1 kb
244.4 kb
216.9 kb
173.4 kb
138.9 kb
104.5 kb
78.2 kb
54.7 kb
33.3 kb28.8 kb20.5 kb
167.1 kb
1135 kb
21 3 54 6 9M 7 8 10
668.9 kb
452.7 kb398.4 kb
336.5 kb310.1 kb
244.4 kb
216.9 kb
173.4 kb
138.9 kb
104.5 kb
78.2 kb
54.7 kb
33.3 kb28.8 kb20.5 kb
167.1 kb
1135 kb
Klinik
Pulsotype gg a aa a bb b b dc d db
JH A AA A B B H CC C CD
blaOXA-23 + Tn2006blaOXA-23 + Tn2008
76.8 kb
1312 14 M1511
K
ApaI-Makrorestriktionsmuster OXA-23 Carbapenemase-bildender A. baumannii
Yvonne Pfeifer 13
A. baumannii Verwandtschaftsanalyse
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Typisierung mittels MP-PCR: Identifikation Europäischer Klonaler Linien (EUI-III)
Dennoch ist die Unterscheidung Ausbruchsisolat/Nicht-Ausbruchsisolat schwierig über die Zeit verfolgbar, bedingt durch hohe Klonalität, d.h. weite Verbreitung erfolgreicher Stämme (Klonaler Linien)
Eine Auflösung beim Vergleich von A. baumannii
Isolaten unterschiedlicher regionaler Herkunft ist z.T. möglich – die wird Polyklonalität sichtbar
B A C C CKlinik A
PFGE-Typisierung
Turton JF et al. 2007
Bestimmung der Präsenz von drei genetischen Markern (csuE, blaOXA-51-like, ompA) ermöglicht die Zuordnung zu drei häufigen A. baumannii-Klonen
Yvonne Pfeifer 14Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Rep-PCR-Typisierung (Diversilab)
A. baumannii Verwandtschaftsanalyse
Ermöglicht den weltweiten Vergleich von A. baumannii-Isolaten und deren Zuordnung zu bestimmten klonalen Linien
� Internationale Klone 1-8 (IC1-8/WW1-8)
Typisierung durch blaOXA-51like-Sequenzierung
Higgins PG et al. 2010; Schleicher X et al. 2012
Zander E et al. 2012
Assoziation zwischen Internationalen Klonen und blaOXA-51-Typ ermöglicht die Zuordnung: Bsp. EUII = IC2 = blaOXA-66
Yvonne Pfeifer 15
A. baumannii Verwandtschaftsanalyse
MLST: Multi-Locus-Sequence-Typing – Sequenzvergleich von 7 „Haushalts“Genen
Identifikation von Klonen (Sequenztyp=ST) sowie klonalen Linien/Komplexen
Vergleich von A. baumannii Isolaten weltweit möglich
Bartual et al., 2005
http://www.pasteur.fr/recherche/genopole/PF8/mlst/Abaumannii.html
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
(http://pubmlst.org/ abaumannii/)
Citrate synthase (gltA)DNA gyrase subunit B (gyrB)Glucose dehydrogenase B (gdhB)Homologous recombination factor (recA)60-kDa chaperonin (cpn60)Glucose-6-phosphate isomerase (gpi)RNA polymerase sigma factor(rpoD)
id isolate country year species source gltA gyrB gdhB recA cpn60 gpi rpoD ST
1 62791 Spain 1993 A. baumannii blood 1 1 1 1 1 1 6 1
2 52400 Spain 2000 A. baumannii urine 1 1 1 1 1 1 6 1
6 228620 Spain 2000 A. baumannii urine 1 1 1 1 2 1 4 3
9 60127 Spain 1997 A. baumannii wound 1 3 3 2 2 3 1 5
cpn60 (60-KDa chaperonin) fusA (elongation factor EF-G)gltA (citrate synthase) pyrG (CTP synthase) recA (homologous recombination factor) rplB (50S ribosomal protein L2) rpoB (RNA polymerase subunit B)
Yvonne Pfeifer 16Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
A. baumannii Verbreitungspotential
aerogene Übertragung möglich (A. baumannii in Raumluft messbar)
„Umweltresistenz“ von A. baumannii ermöglicht langes Überleben in trockener Umgebung
Verbreitung durch direkten o. indirekten Händekontakt (Hände des Personals, medizinische Geräte, sonstige Oberflächen)
Javad A et al. 1998
Risiko des Eintrages von A. baumannii durch Patienten (mit vorheriger Hospitalisierung) in/aus „Acinetobacter-Endemiegebieten“(z.B. Osteuropa, Asien, Mittelmeerraum, arab. Halbinsel, Indischer Subkontinent)
Risiko des Wiedereintrages von A. baumannii durch besiedelte Patienten (z.B. chron. Atemwegserkrankungen)
Wendt C. HygMed 2012
Sui W et al. 2012
Risiko des Resistenzgen-Erwerbs von A. baumannii durch Patienten mit „Mehrfach-Besiedlung“ (Bsp. Plasmidtransfer E. cloacae � A. baumannii)
Naiemi NA et al. 2005
Biofilmbildung beim weltweit verbreiteten A. baumannii-Klon IC2 mit OXA-23 Carbapenemase besonders häufig Giannoulli M et al. 2013
Yvonne Pfeifer 17Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Faulde M et al. HygMed 6/2013
A. baumannii Reservoir
Weltweit nachgewiesen als nosokomialer Erreger (Wund-, Atemwegs-, Harnwegs- und Blutstrominfektionen bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem
Sporadische Nachweise in der Allgemeinbevölkerung – Rolle bislang unklar
Mensch:
Tier/Umwelt:
In Haustieren (Hund, Katze, Pferd) und Wildtieren bisher Einzelnachweise Carbapenemase-produzierender A. baumannii
Nachweis in Parasiten (Kopfläuse) und Insekten im Krankenhausbereich (Schmetterlingsmücke Clogmia albipunctata)
Eveillard M et al. 2013
Kempf M et al. 2012
Guerra B et al. 2014
Yvonne Pfeifer 18
Zusammenfassung
• multiresistente (Carbapenemase-produzierende) A. baumannii sind ein dauerhaftes Problem im Krankenhaus insbesondere für Intensivpatienten
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)
Epidemiologisch unterscheidet man derzeit acht verschieden internationale klonale Linien multiresistenter A. baumannii, die weltweit verbreitet sind
Während bei der Identifikation der einzelnen Acinetobacter-Spezies große Fortschritte gemacht wurden, ist die molekulare Typisierung von A. baumannii
weiterhin mühsam, bedingt durch die hohe Klonalität
Die häufigste Carbapenemase ist OXA-23, bedingt durch die besonders erfolgreichen A. baumannii-Klon IC2
Umweltresistenz und Biofilmbildung des Erregers erfordern höchste Anforderungen an die Hygiene (Reinigung, Desinfektion, Isolation) zur Vermeidung der Verbreitung von A. baumannii im Krankenhaus
Yvonne Pfeifer 19
Vielen Dank
Guido Werner,Ullrich Nübel, Franziska Layer, Birgit Strommenger
RKI FG13: Nationales Referenzzentrum Staphylokokken (MRSA) / Enterokokken
Christoph Eller,
RKI FG13: Arbeitsgruppe Enterobacteriaceae and Nonfermenter
Sibylle Müller-Bertling, Christine Günther
Robert Koch Institut Berlin
Prof. Dr. Martin Mielke
Dr. Tim Eckmanns
Fachtagung Krankenhaushygiene , 30.04.2014, Halle (Saale)