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Epidemiologie vonCarbapenemase-bildenden Enterobacteriaceae undkonventionelle Methoden zu ihrer Detektion
Dr. Martin KaaseNRZ für gramnegative KrankenhauserregerRuhr-Universität [email protected]
Keine neuen innovativenAntibiotika gegengramnegative Bakterienin den nächsten10 Jahren
Carbapenem-Resistenz bei Enterobacteriaceae
Porinverlust(in Kombination mit AmpC oder ESBL)
Carbapenem-Resistenz bei Enterobacteriaceae
Porinverlust(in Kombination mit AmpC oder ESBL) Carbapenemasen− Ambler Klasse A
KPCGES-4, GES-5, GES-6SME, IMI, NMC-A
− Metallo-BetalaktamasenVIM, IMP, NDM-1, KHM
− Klasse DOXA-48
Carbapenem-Resistenz bei Enterobacteriaceae
Porinverlust(in Kombination mit AmpC oder ESBL) Carbapenemasen− Ambler Klasse A
KPCGES-4, GES-5, GES-6SME, IMI, NMC-A
− Metallo-BetalaktamasenVIM, IMP, NDM-1, KHM
− Ambler Klasse DOXA-48
zahlreiche Ausbrüche durch Carbapenemasen beschrieben
KPCBratu et al., Clin Infect Dis 2007; 44: 972-975Navon-Venezia et al., Antimicrob Agents Chemother 2009; 53: 818-820Pournaras et al., J Antimicrob Chemother 2009; 64: 348-352Wendt et al., Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010; 29: 563-570
OXA-48Gülmez et al., Int J Antimicrob Agents 2008; 31: 523-526
VIMIkonomidis et al., J Clin Microbiol 2005; 43: 5344-5347Cagnacci et al., J Antimicrob Chemother 2008; 61: 296-300
NDM-1Kumarasamy et al., Lancet Infect Dis 2010; 10: 597-602
Nachweis von Carbapenemasen im NRZ seit August 2009
Gen n KLPN ECOL PSAE
KPC-2 16 15 1KPC-3 17 16 1GES-2 1VIM-1 25 4 2 19VIM-4 3 2 1VIM-2 10 1 9IPM-16 2 1GIM-1 1 1NDM-1 2 1 1OXA-48 56 46 7 3OXA-162 3 1 1 1
sonstige Entero-
bacteriaceae
Nachweis von Carbapenemasen im NRZ seit August 2009
Gen n KLPN ECOL PSAE
KPC-2 16 15 1KPC-3 17 16 1GES-2 1VIM-1 25 4 2 19VIM-4 3 2 1VIM-2 10 1 9IPM-16 2 1GIM-1 1 1NDM-1 2 1 1OXA-48 56 46 7 3OXA-162 3 1 1 1
sonstige Entero-
bacteriaceae
Nachweis von Carbapenemasen im NRZ seit August 2009
Gen n KLPN ECOL PSAE
KPC-2 16 15 1KPC-3 17 16 1GES-2 1VIM-1 25 4 2 19VIM-4 3 2 1VIM-2 10 1 9IPM-16 2 1GIM-1 1 1NDM-1 2 1 1OXA-48 56 46 7 3OXA-162 3 1 1 1
sonstige Entero-
bacteriaceae
Fokus:USA, Israel, Griechenland, China
Nachweis von Carbapenemasen im NRZ seit August 2009
Gen n KLPN ECOL PSAE
KPC-2 16 15 1KPC-3 17 16 1GES-2 1VIM-1 25 4 2 19VIM-4 3 2 1VIM-2 10 1 9IPM-16 2 1GIM-1 1 1NDM-1 2 1 1OXA-48 56 46 7 3OXA-162 3 1 1 1
sonstige Entero-
bacteriaceae
Metallo-Betalaktamasen (MBL)
bis vor einigen Jahren quasi synonym mit CarbapenemasenVorkommen: weltweit (Schwerpunkt u. a. Italien, Griechenland, Russland, Indien) Spektrum: alle Betalaktame außer Aztreonam
Nachweis von Carbapenemasen im NRZ seit August 2009
Gen n KLPN ECOL PSAE
KPC-2 16 15 1KPC-3 17 16 1GES-2 1VIM-1 25 4 2 19VIM-4 3 2 1VIM-2 10 1 9IPM-16 2 1GIM-1 1 1NDM-1 2 1 1OXA-48 56 46 7 3OXA-162 3 1 1 1
sonstige Entero-
bacteriaceae
OXA-48 ist (vermutlich) die häufigste Carbapenemase in
DeutschlandErstbeschreibung aus Türkei (Poirel 2004) sporadische Isolate in Mittelmeer-Ländern(Libanon, Israel, Ägypten, Frankreich)
Daten aus Deutschland− NRZ: 56 Isolate + 3 Isolate
OXA-162− Berlin und Lüdenscheid, Isolate aus 2008/2009
(Pfeifer et al., DGHM 2010) − Hamburg, Isolat aus 2004
(Weinberg et al., PEG 2010)
OXA-48 in Deutschland
Speziesverteilung− K. pneumoniae 46− E. coli 7− E. cloacae 1− C. farmeri 1− S. marcescens 1
Herkunft (13 Städte)− Hessen 23− Baden-Württemberg 12− NRW 11− Bayern 8− Berlin 1− Brandenburg 1
Ausbrüche mit OXA-48 mit jeweils unterschiedlichen Klonen
ST-147
neuer MLST-Typ
ST-16
OXA-48 liegt auf eng verwandten Plasmiden
Restriktionsverdau mit PstI
Wann müssen bei einem Isolat Carbapenemasen mit Spezialtestsdetektiert werden?
Detektion von Carbapenemasen in der Mikrobiologie ist schwierig
Stamm ImipenemMHK
(mg/L)
2 112 >3218 247 286 3295 >32100 >32
K. pneumoniaemit OXA-48:
S R
EUCAST ≤2 >8CLSI alt ≤4 ≥16CLSI neu ≤1 ≥4
Spezialtest auf Carbapenemase:Wann durchführen?
CLSI
Imipenem MHK (mg/L) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 1
Imipenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 20
Meropenem MHK (mg/L) ≥ 2 > 0,125 ≥ 0,5
Meropenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 21 ≤ 23
Ertapenem MHK (mg/L) ≥ 2 > 0,5
Ertapenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 24
Giske et al.
Cohen Stuart et al.
Pasteran et al.
Spezialtest auf Carbapenemase:Wann durchführen?
CLSI
Imipenem MHK (mg/L) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 1
Imipenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 20
Meropenem MHK (mg/L) ≥ 2 > 0,125 ≥ 0,5
Meropenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 21 ≤ 23
Ertapenem MHK (mg/L) ≥ 2 > 0,5
Ertapenem Agardiffusion (mm) ≤ 21 ≤ 24
Giske et al.
Cohen Stuart et al.
Pasteran et al.
aber ...
Eine isoliert erhöhte MHK für ImipenembeiProteusMorganella morganiiProvidenciaSerratia (?) braucht nicht abgeklärt zu werden.
Welche Tests gibt es zur Carbapenemase-Detektion?
Carbapenemase-Testverfahren:zwei Arten
1) Verfahren zum Nachweisirgendeiner Carbapenemase
2) Verfahren zum Nachweisspezifischer Carbapenemasen
Modifizierter Hodge-Test
falsch-positiver Hodge-Test bei einem Enterobacter aerogenes
Hodge-Test
Aussage: Nachweis irgendeiner CarbapenemaseSensitivität:bei Enterobacteriaceae vermutlich sehr gut(95% - (100%Spezifität:− schlecht bei: Enterobacter spp.− akzeptabel bei: K. pneumoniae
Carbapenemase-Testverfahren:zwei Arten
1) Verfahren zum Nachweisirgendeiner Carbapenemase
2) Verfahren zum Nachweisspezifischer Carbapenemasen
Alle phänotypischen Testsberuhen auf der Inhibition durchEDTA oder andere Komplexbildner(2-mercaptopropionic acid, sodium mercaptopropionic acid, dipicolinic acid)
Metallo-Betalaktamasen (MBL)
Combined Disk Test (CDT)mit EDTA
eineMöglichkeit:
0,2 M EDTA
10 µl aufPlättchen
≥ 6 mmgilt als positiv
Double-Disk Synergy Test (DDST)mit EDTA
eineMöglichkeit:
0,5 M EDTA
10 µl aufPlättchen
10 mmRand-zu-Rand
Imipenem Etest mit EDTA
Vorsicht: falsch-positive Ergebnisse möglich
Phänotypische KPC-Detektion
KPC wird nicht/kaum durch Clavulansäure inhibiert Papp-Wallace et al., AAC 2010; 54: 890-897
Phänotypische KPC-Detektion
KPC wird nicht/kaum durch Clavulansäure inhibiert
alle phänotypischen KPC-Tests beruhen auf der Hemmung durch Borsäure
Stammlösung APB:− 3-aminophenylboronic acid (APB) − 100 µg/µL in DMSO
Papp-Wallace et al., AAC 2010; 54: 890-897
Combined-Disk Test (CDT)mit Borsäure
300 µg APBauf Plättchen
≥ 4 mm: POSITIV
Borsäure DDST(Double-Disk Synergy Test)
300 µg APBauf Plättchen
Abstand:2 cmMitte-zu-Mitte
falsch-positiver Borsäure-CDT bei Enterobacter aerogenes
OXA-48
kein phänotypischer Test zum spezifischen Nachweis verfügbar
In welcher Reihenfolgewerden die Tests sinnvollerweisedurchgeführt?
erhöhte Carbapenem-MHK
Hodge-Test
EDTA- und Borsäure-basierte Tests
Molekularbiologische Methoden/Referenzzentrum
Systematischer (zeitaufwändiger) Algorithmus
erhöhte Carbapenem-MHK
Hodge-Test
EDTA- und Borsäure-basierte Tests
Molekularbiologische Methoden/Referenzzentrum
abgekürzter AlgorithmusBeispiel: OXA-48 Ausbruch
Zusammenfassung
alle wichtigen Carbapenemase-Typen werden mittlerweile in Deutschland gefunden
OXA-48 in Deutschland häufigste Carbapenemase
schon Isolate mit geringer MHK-Erhöhung bei Carbapenemen müssen untersucht werden
falsch-positive Ergebnisse bei allen phänotypischen Tests möglich, daher Bestätigung durch PCR meistens sinnvoll
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http://memiserf.medmikro.ruhr-uni-bochum.de/nrz/