Esther MansoEsther Manso

Resistenza agli antibiotici nei bacilligram-negativi

Emergenza di Gram - Resistenti

0

5

10

15

20

25

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000

% o

rgan

ismi r

esist

enti

FQ-R P. aeruginosa

Ceftaz-R K. pneumoniae

FQ-R E. coli

Canali porinici

FarmacoFarmaco

PBP

b-lattamasi

BATTERI GRAM-NEGATIVI

Inibitori della sintesidella parete cellulare

Inibitori della sintesi proteica

Inibitori della sintesidegli acidi nucleici

Inibitori della funzione della membrana cellulare

Classificazione degli antibioticisulla base del sito di azione

Principali fattori che hanno contribuito Principali fattori che hanno contribuito allemergenza e diffusione dei batteriallemergenza e diffusione dei batteri

multiresistentimultiresistenti

Mutazioni nei geni comuni di resistenza con estensioneMutazioni nei geni comuni di resistenza con estensionedello spettro di resistenza(es.dello spettro di resistenza(es. ESESbbLsLs).).

Scambio di informazione genetica tra i microrganismi con Scambio di informazione genetica tra i microrganismi con trasmissione di geni conosciuti a gruppi di batteri non trasmissione di geni conosciuti a gruppi di batteri non correlati.correlati.

Pressione selettiva esercitata negli ospedali e nella Pressione selettiva esercitata negli ospedali e nella comunita che permette la proliferazione di germi resistenti.comunita che permette la proliferazione di germi resistenti.

Microrganismi sentinellaMicrorganismi sentinella

VISAVISACACA--MRSAMRSA

VREVREAcinetobacterAcinetobacter

IncidenzaIncidenza

SporadicaSporadicaEpidemicaEpidemica

EndemicaEndemica

ObiettivoObiettivo Scoprire Scoprire lemergenza e lemergenza e diffusione di diffusione di nuovi MDRnuovi MDR

Limitare la Limitare la diffusione di diffusione di ceppi ceppi epidemiciepidemici

Ridurre limpatto Ridurre limpatto clinico di MDR clinico di MDR endemiciendemici

PatogeniPatogeni MRSAMRSAESBLESBL

AABB

CC

RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI:Naturale o acquisita (1)

Resistenza naturaleResistenza naturale

La resistenza naturale agli antibiotici e geneticamente determinata, appare immutabile nel tempo e si manifesta in tutti i ceppi di una stessa specie batterica.

cromosomicageneralmente non trasferibile

assenza di un bersaglio batterico specifico per lantibiotico

impossibilita di penetrazione dellantibiotico nel batterio in causa

produzione di un enzima inattivante il farmaco

Es. Resistenza di Klebsiella peumoniae allampicillina

RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI:Naturale o acquisita (2)

Resistenza acquisitaResistenza acquisita- ceppo suscettibile che acquisisce resistenza

Mutazione cromosomica e selezione: evoluzione verticale, rappresenta circa il 10% delle resistenze totali.(evt. trasferibile per transformazione)

per acquisizione di geni da altri batteri (plasmidi, transposoni, integroni), mediante coniugazione, transduzione o transformazione: evoluzione orizzontale. E una resistenza contagiosa, esplosiva, spesso con carattere di resistenza multipla.

PlasmidiMolecole di DNA extracromosomicoTrasferibile o mobilizzabileTransposoniElementi genetici che possono essere trasferiti al cromosoma o plasmide e viceversaIntegroni (cassettes)Mobilizzazione di cassettes individuali (integrase)Movimenti specifici degli integroniMovimenti di plasmidi o transposoni contenenti gli integroni

Diminuita permeabilita al farmaco Modificazione del bersaglio metabolico o

strutturale sul quale il farmaco agisce in modo specifico

Produzione di enzimi inattivanti il farmaco Aumentato efflusso dellantibiotico

Resistenza acquisita

ANTIBIOTICI BETA-LATTAMICI

Penicilline

Cefalosporine

Carbapenemici

Monobattamici

Resistenza alle Resistenza alle cefalosporine cefalosporine di 3 di 3 generazione nei bacilli generazione nei bacilli gramgram--negativinegativi

vv ESBL (ESBL (E. coliE. coli, , KlebsiellaKlebsiella sppspp, , ProteusProteus sppspp, ecc), ecc)

vv bb--lattamasi lattamasi cromosomiche cromosomiche AmpC iperprodotteAmpC iperprodotte, soprattutto in , soprattutto in EnterobacterEnterobactersppspp

vv bb--lattamasi AmpC plasmidelattamasi AmpC plasmide--mediate, in mediate, in KlebsiellaKlebsiella spp spp e e E. coliE. coli (rare)(rare)

vv bb--lattamasi lattamasi K1 cromosomiche K1 cromosomiche iperprodotte iperprodotte in in K. K. oxytocaoxytoca

vv Resistenza efflussoResistenza efflusso--mediata in mediata in P. P. aeruginosaaeruginosa

vv Vari meccanismi mal definiti in Vari meccanismi mal definiti in AcinetobacterAcinetobacter sppspp

b-Lattamasi negli enterobatteri

CromosomicheCostitutiveInducibili

PlasmidicheClassicheESbL

Evoluzione della resistenza mediata da beta-lattamasi nei batteri Gram-negativi

Cefalosporine ECarbapenemi

Derepressione di enzimi cromosomici

P. aeruginosaalcune Enterobacteriaceae

Reclutamento di nuovi enzimiEnterobacteriaceaeP. aeruginosa edaltri Gram-negativinon fermentanti

Evoluzione di enzimiplasmidici gia diffusi nelle specie di interesse clinico (TEM-1/2, SHV-1)Enterobacteriaceae

b-lattamasiPiu di 800 differenti enzimi raggruppati in due distinte famiglie

AmpC -lattamasi

Metallo-b-lattamasi (MBL)(attivita carbapenemasica)

Serina-b-lattamasi (attivita cefalosporinasica)

-Lattamasi a Spettro Esteso (ESL)

I -LATTAMICI SONO SOMMINISTRATI IN PIU DI UN TERZO DI TUTTE LE TERAPIE ANTIBIOTICHE

Nei batteri il meccanismo di resistenza piu vecchio (evoluzione), diffuso ed importante e la produzione di enzimi inattivanti

Nei batteri il meccanismo di resistenza piu vecchio (evoluzione), diffuso ed importante e la produzione di enzimi inattivanti

Resistenza ai b-lattamici:Produzione di b-lattamasi AmpC

Problema globale: Incidenza aumentata dal 17 al 23% tra il 1991 ed il

2001 in UK Molto comune tra i bacilli Gram-negativi Il gene AmpC e di solito posto sul cromosoma ma puo

trovarsi su plasmidi La produzione di enzima puo essere sia costitutiva

(avviene sempre) sia inducibile (avviene solo in presenza dell'antibiotico)

Confronto tra produzioni di enzima AmpC

Concentrazione dell'Antibiotico/Durata dell'esposizione

Conc

entr

azio

ne d

ell'e

nzim

a Inizio dell'esposizione all'antibiotico

Livello di produzione basale

Fine dell'esposizione all'antibiotico

Inducibile

Costitutivo

Inducibilita di AmpC

Le specie Enterobacter, Citrobacter e Serratiapossono sviluppare resistenza durante cicli di terapia prolungata con cefalosporine di terza generazione

Di conseguenza, gli isolati che sono dapprima sensibili possono divenire resistenti entro 3-4 giorni dall'inizio della terapia

Il saggio di ulteriori isolati potrebbe essere opportuno (generalmente entro 72 ore dal primo isolato)

Escherichia coli Agente antimicrobico MIC (mg/ml) Basale Iperproduzione

Ampicillina

2

512 Ticarcillina 2 16 Ticarcillina piu clavulanato 2 16 Piperacillina 1 32 Piperacillina piu tazobactam 1 8 Cefalotina 8 512 Cefoxitina 4 256 Cefotaxime 0.03 4 Ceftazidime 0.06 4 Aztreonam 0.03 2 Cefepime 0.03 0.12 Imipenem

0.12 0.12

Espressione di b-lattamasi cromosomiche

Espressione di b-lattamasi cromosomiche

Specie

Enzima

Ambler Classe

Bush

Gruppo

Modalita di espressione

Inducibile Costitutiva

Bassa Media Alta

E. coli

AmpC

C

1

+

Shigella spp. AmpC C 1 +

Enterobacter spp. AmpC C 1 +

C. freundii AmpC C 1 +

M. morganii AmpC C 1 +

Providencia spp. AmpC C 1 +

Serratia spp. AmpC C 1 +

K. pneumoniae SHV-1 A 2b +

K. oxytoca K1 A 2be +

P. vulgaris/penneri CXasi A 2e +

Modificato da Livermore D.M., Clinical Microbiological Reviews, 1995

Problemi Emergenti

Enzimi AmpC plasmidici ESBL non derivate da TEM e SHV Carbapenemasi Resistenza alle combinazioni con inibitori

Enzimi AmpC plasmidici Prime segnalazioni negli anni '80 Derivano da Cefalosporinasi AmpC cromosomiche, resistenti

al Clavulanico Segnalate in:

E. coli K. pneumoniae Salmonella spp. Enterobacter aerogenes P. mirabilis

Si trovano tipicamente su grossi plasmidi, in grado di contenere altri geni di R MDR

bb-- lattamasilattamasi plasmidicheplasmidiche

Un problema globale in costante crescitaMutanti di enzimi classici

ESBL

Perch e importante determinare la Perch e importante determinare la produzione di ESBL?produzione di ESBL?La resistenza mediata da plasmidi facilita la diffusione. Le implicazioni terapeutiche sono importanti.

Microrganismi che possono Microrganismi che possono produrreprodurre ESESbbLL EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

PseudomonasPseudomonas aeruginosaaeruginosa

Acinetobacter Acinetobacter sppspp

Stenotrophomonas maltophiliaStenotrophomonas maltophilia

Burkholderia cepaciaBurkholderia cepacia

CryseobacteriumCryseobacterium ((FlavobacteriumFlavobacterium)) meningosepticummeningosepticum

ESBL: Test di potenziamento a doppio disco, il disco di amoxicillina+ a. clavulanico e posto a distanza di 30 mm (da centro a centro) dei dischi di ceftazidime, aztreonam, cefotaxime e cefepime: osservare limmagine a tappo di champagne

Caratteristiche Antimicrobiche delle ESBL

Inibite dagli inibitori delle b-lattamasi Acido clavulanico Sulbactam Tazobactam

Di solito conferiscono resistenza a: Cefalosporine di prima, seconda e terza generazione

(p.es. Ceftazidime) Monobattami (p.es. Aztreonam) Carbossipenicilline (p.es. Carbenicillina)

Variabile sensibilitaa Piperacillina/Tazobactam Tipicamente sensibili ai Carbapenemi ed alle Cefamicine

Caratteristiche Cliniche delle ESBL

Anche quando sensibili in vitro alle Cefalosporine di quarta generazione, si hanno fallimenti terapeutici in clinica

Generano difficolta cliniche a causa della resistenza crociata con altre classi di antibiotici (p.es. Aminoglicosidi)

Sono associate ad epidemie ospedaliere caratterizzate da alte morbiditae mortalita

Determinano un sovrautilizzo di altri antibiotici ad ampio spettro

-Lattamasi a Spettro Esteso (ESL)

Codificate da grandi plasmidi (>100kb)CAPACITA di TRASFERIEMENTO

(ceppo-ceppo / fra specie batteriche)

I batteri produttori di ESL sono SPESSO RESISTENTI A MOLTE CLASSI DI

ANTIBIOTICI NON -LATTAMICI

TEM, SHV, PER e CTX-M

Tra i piu importanti determinanti di resistenza emergentitra le Enterobacteriaceae

12,8%

13,5%

47,8%

5,0%

14,0%

Terapia Intensiva Neurochirurgia CardiochirurgiaPediatria Onco-Ematologia ChirurgiaMedicina Patologia Neonatale

Chirurgia

Medicina

ICU

NICU

SORVEGLIANZA NAZIONALE 2003Pazienti ospedalizzati (n=489)

NCH

18,6%

3,6% 7,9%

33,4%

23,6%

4,3%

E. coli K. pneumoniae K. oxytoca P. mirabilisP. stuartii E. aerogenes E. cloacae S. marcescensC. freundii C. koseri C. amalonaticus M. morganii

E. coli

P. mirabilis

SORVEGLIANZA NAZIONALE 2003Pazienti ospedalizzati (n=489)

K. pneumoniae

K. oxytoca P. stuartii

E. aerogenes

Sorveglianza enterobatteri ESBL (A.O. Umberto I di Ancona, luglioA.O. Umberto I di Ancona, luglio--dicembre 2003)dicembre 2003)

1000 ceppi di 1000 ceppi di Enterobacteriaceae Enterobacteriaceae

102 ceppi con una, due o tre ESBL note102 ceppi con una, due o tre ESBL note

MIC MIC >> 2 2 mmg/ml per g/ml per ceftazidime ceftazidime e/o e/o ceftriaxone ceftriaxone e/o e/o cefotaxime cefotaxime e/o e/o aztreonam aztreonam

I ceppi produttori di ESBL sono stati responsabile del I ceppi produttori di ESBL sono stati responsabile del 10%10%delle infezioni causate da delle infezioni causate da EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae. .

63%

5% 2%12%

1%2%

13%

1%1%

E.coli K.pneumoniae K.oxytoca P.mirabilis P. rettgeriP.stuartii E.aerogenes E.cloacae S.marcescens

EnterobatteriEnterobatteri produttori di ESBL: A.O. Umberto Iproduttori di ESBL: A.O. Umberto I(109 ceppi: luglio(109 ceppi: luglio--dicembre 2003)dicembre 2003)

6917

134 6

urine

sangue

trattorespiratorioinferioretamponi da ferita

altri

EnterobatteriEnterobatteri produttori di ESBL: A.O. Umberto I : produttori di ESBL: A.O. Umberto I : Sito di isolamentoSito di isolamento

(109 ceppi: luglio(109 ceppi: luglio--dicembre 2003)dicembre 2003)

Terapia raccomandata delle infezioni con microrganismo Terapia raccomandata delle infezioni con microrganismo produttori di ESBLproduttori di ESBL(Martino-Venditti-Vullo, 2007 )

aaSeSe il microrganismo e suscettibile ai il microrganismo e suscettibile ai chinolonichinoloni

Polimixina B intratecale

MeropenemMeningite

Tigeciclina oChinolonia(+ metronidazolo)

CarbapenemiciInfezioni intra-addominali

TigeciclinaChinoloniaCarbapenemiciVAP

Cipro+ imipenemCipro + ceftazidime/sulbactamCipro + cefepimeCefepime + amikacina

ChinoloniaCarbapenemiciBatteriemia

Amoxi +clavulanato

ChinoloniaInfezioni tratto urinario

Nuove terapie/possibilita futureTerapia di 2a linea

Terapia di sceltaTipo dinfezione

SORVEGLIANZA NAZIONALE 2003( Luzzaro F. et al, JCM, 2006)

ESBL: % di suscettibilita agli antibiotici dei 583 ceppiESBL: % di suscettibilita agli antibiotici dei 583 ceppi

Amoxicillina + Clav: 64.2Piperacillina + Tazo: 84.4Ampicillina + Sulbac: 49.1Cefoxitina: 83.9Imipenem: 99.3Meropenem: 100Amikacina: 84.7Gentamicina: 48.0Ciprofloxacina: 32.8

Amoxicillina Amoxicillina + + ClavClav:: 64.264.2PiperacillinaPiperacillina + + TazoTazo:: 84.484.4Ampicillina Ampicillina + + SulbacSulbac:: 49.149.1CefoxitinaCefoxitina:: 83.983.9ImipenemImipenem:: 99.399.3MeropenemMeropenem:: 100100AmikacinaAmikacina:: 84.784.7GentamicinaGentamicina:: 48.048.0CiprofloxacinaCiprofloxacina:: 32.832.8

CATANIA 13.3%13.3%

CTX-M-1 CTX-M-15CTX-M-32

ANCONA 49.5%49.5%

CTX-M-1 CTX-M-15

VERONA 15.8%15.8%

CTX-M-1 CTX-M-32

BERGAMO38.8%38.8%

CTX-M-1 CTX-M-15

VARESE 14.1%14.1%

CTX-M-1 CTX-M-15

NOVARA 19.4%19.4%

CTX-M-1CTX-M-15

FIRENZE1.2%1.2%

CTX-M-1

NAPOLI10.5%10.5%

CTX-M-1SASSARI15.8%15.8%

CTX-M-1

PALERMO 5.6%5.6%

CTX-M-1

MILANO0%0%

Luzzaro et al. 2006 JCM

Mugnaioli at al. 2006 AAC

12,3% delleKlebsiella pneumoniae ESL

54,8% degliEscherichia coli ESL

ANCONA

49,5 % CTX-M

0% delle0% delleKlebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae ESESLL

77,1% degli77,1% degliEscherichiaEscherichia coli coli ESBLESBL

20% CTX-M

2003 Secondo monitoraggio nazionale sulla produzione di ESL tra le Enterobacteriaceae dinteresse clinico

2003 Secondo monitoraggio nazionale sulla produzione di ESL tra le Enterobacteriaceae dinteresse clinico

186 pazienti con BSI-ESBL (E. coli, K. pneumoniae o P. mirabilis)Fattori predittivi significativi di mortalita ai 21 g:

Iniziale terapia inadeguata >72 ore; [OR] = 6.28, P

I pazienti con infezione da K. pneumoniae ESBL hanno una degenza media ospedaliera post-

infezione di 29 gg comparata con 11 gg se linfezione e da K.

pneumoniae non-ESBL.

Antibiotic Resistance Task Force, 2002

Nei pazienti con Nei pazienti con batteriemia batteriemia da da K. K. pneumoniaepneumoniaeceftazidimeceftazidime--R, un ritardo R, un ritardo di >72 oredi >72 ore della terapia della terapia appropriata e stato associato ad un rischio appropriata e stato associato ad un rischio di piu di piu

di 3 voltedi 3 volte superiore di mortalita associata, superiore di mortalita associata, rispetto ai pazienti con ceppo rispetto ai pazienti con ceppo cefatzidimecefatzidime--SS

((Anderson Anderson DJ, AAC, 2006)DJ, AAC, 2006)

Una "nuova" famiglia di enzimi:le CTX-M

Sono b-lattamasi a spettro esteso (ESBL) non-TEM, non-SHV, emerse recentemente, comunemente mediate da plasmidi

Gli enzimi di tipo CTX idrolizzano maggiormente il cefotaxime, mentre in genere sono poco attivi sul ceftazidime

Ottobre 2005: K. Ottobre 2005: K. pneumoniae pneumoniae MDRMDR

Suscettibilita agli antibioticiSuscettibilita agli antibiotici

Amikacina Amikacina >>64 R64 R PiperacilPiperacil. + . + tazobactamtazobactam >128 R >128 R Amoxi Amoxi ++clavul clavul >>32 R32 R TetraciclinaTetraciclina >16 R>16 RCefepimeCefepime >>64 R64 R CoCo--trimossazolotrimossazolo >320 R>320 RCeftazidimeCeftazidime >>64 R64 R Colistina > 4 R 4 R Tigeciclina 1 SGentamicina >16 RImipenem < 1 SPiperacillina Piperacillina >>128 R128 R

0123456789

10

Ott Nov Dic Gen FebMarAprMag Giu Lug Ago

Rian L

Rian 2

Rian 1

N. d

i paz

ient

i

Cluster epidemico causato da K. pneumoniaeproduttore di ESBL e MR in ICU in Ancona

(2005-2006)43 pazienti43 pazientiCeppi isolati da:Ceppi isolati da:

EmocolturaEmocoltura: 8: 8BroncoaspiratoBroncoaspirato: 29: 29Urina: 11Urina: 11T. ferita: 3T. ferita: 3LCR: 2LCR: 2CVC: 2CVC: 2AspAsp. gastrico: 2. gastrico: 2T. vaginale: 1T. vaginale: 1Liquido Liquido asciticoascitico. 1. 1

Ceppo sensibile solo ai Ceppo sensibile solo ai CarbapenemiciCarbapenemici (IMI e MERO) (IMI e MERO)

e e Colistina Colistina

0123456789

10 GastroenterologiaMedicine

Chirurgie

ClinEmatologicaMalattie Infettive

Neurologia

Neuroch+ ClNeurochMed d'Urgenza

Rian 3

Rian 2

Rian 1

N. d

i paz

ient

iCluster epidemico causato da K. pneumoniae produttore di ESBL e

MR in Ancona(2005-2007)

>100 pazienti >100 pazienti dei quali:dei quali:26 con 26 con batteriemiabatteriemia

Ceppo sensibile solo ai Ceppo sensibile solo ai Carbapenemici Carbapenemici (IMI e MERO) (IMI e MERO)

e e Colistina Colistina

2005 2006 2007

Resistente allertapenem

Fano

SenigalliaAncona

Jesi

Montecarrotto

Matelica

Camerino

Studio di 65 ceppi di K. pneumoniae MDR

ESBL evolution in Italy: rapid regional spread of a multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae strain producing CTX-M-15Abstract number: 1733_172Mugnaioli C., Manso E., Rossolini G.

CTX-M-15Lenzima CTX-M-15 conferisce alti valori di resistenza sia verso il Cefotaxime che il Ceftazidime

CLONALMENTE CORRELATI

Analisi della clonalita : RAPD

AN

CO

NA

-37

(Lan

cisi)

M AN

CO

NA

-62

(R

iun

iti)

SE

NIG

ALLIA

-42

JES

I-4

4

MO

NT

EC

AR

RO

TT

O-4

6

CA

MER

INO

-47

FA

NO

-50

MA

TE

LIC

A-3

9

1.51.00.90.80.7

0.5

0.6

0.4

0.3

0.2

Frequenza (E. coli)K. pneumoniae

3.6 10-47.8 10-48.5 10-47.0 10-47.9 10-4

SENIGALLIA-42

MONTECAROTTO-46

MATELICA-39

JESI-44

FANO-50

5.2 10-4CAMERINO-47

9.0 10-4ANCONA-62 (Riuniti)

3.6 10-4ANCONA-37 (Lancisi)

blaCTX-M-15 su un PLASMIDE CONIUGATIVO

Stesso PLASMIDE CIRCOLANTEStesso PLASMIDE CIRCOLANTE

PstI

AN

CO

NA

-37

(Lan

cisi

)

M AN

CO

NA

-62

(R

iun

iti)

SE

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JES

I-4

4

MO

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EC

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O-4

6

CA

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RIN

O-4

7

FA

NO

-50

MA

TE

LIC

A-3

9

23.19.46.5

4.3

2.32.0

Tutti e 65 gli isolati di K. pneumoniae hanno lo stesso profilo di multi resistenza e di RAPD (clonalmente correlati)

In tutti gli isolati di K. pneumoniae (n=65) e stato identificata la -lattamasi CTX-M-15

Marche: 2003 - blaCTX-M-15 solo in E. coli; 2006 - blaCTX-M-15 in K. pneumoniae MDR

Il gene blaCTX-M-15 e codificato da un plasmide coniugativo, che puoessere efficacemente trasferito in E. coli

Lo stesso plasmide, codificante per lenzima CTX-M-15, e stato identificato in tutti gli isolati di K. pneumoniae

Abilita di diffusione di un isolato MDR di K. pneumoniae che ha acquisito il determinante di

resistenza CTX-M-15

Abilita di diffusione di un isolato MDR di K. pneumoniae che ha acquisito il determinante di

resistenza CTX-M-15

Ottobre 2005 Giugno 2006Klebsiella pneumoniae

ESL positivi e con un fenotipo di multiresitenza

E. coli CTX-M-15 (2003) K. pneumoniae (2005)

E. coliCTX-M15

K. pneumoniae

K. pneumoniaeCTX-M15

?

Evoluzione delle CTXEvoluzione delle CTX--M15M15--bb--lattamasilattamasi

Primo isolamento di CTXPrimo isolamento di CTX--M15 in Giappone 2000M15 in Giappone 2000

Nel 2001 lo stesso enzima in New Nel 2001 lo stesso enzima in New DehliDehli (in (in E. coliE. coli, , E.E. aerogenes aerogenes e e K. K. pneumoniaepneumoniae))

Nel 2001, due casi in Francia in Nel 2001, due casi in Francia in E coli E coli (una paziente era stata ricoverata in un (una paziente era stata ricoverata in un ospedale a New Delhi).ospedale a New Delhi).

In Italia primo caso pubblicato nel 2003 di un ceppo isolato a PIn Italia primo caso pubblicato nel 2003 di un ceppo isolato a Pavia nel 2001 di avia nel 2001 di K. K. pneumoniaepneumoniae CTXCTX--M15 dalle M15 dalle emocoltureemocolture di un paziente di un paziente ematologicoematologico, poi diversi casi , poi diversi casi pubblicati nel 2006 (sorveglianza del 2003).pubblicati nel 2006 (sorveglianza del 2003).

In UK diffusione rapida di In UK diffusione rapida di E. coliE. coli CTXCTX--M15 nel 2003: 5% dei ceppi di M15 nel 2003: 5% dei ceppi di E. coliE. coli nel nel 2004 (Londra: 7.5% ), con elevata 2004 (Londra: 7.5% ), con elevata morbiditamorbiditae mortalita.e mortalita.

Nel 2006, numerose epidemie in tutto il mondo (anche in Africa).Nel 2006, numerose epidemie in tutto il mondo (anche in Africa).

Sono generalmente infezioni urinarie causate da E. coli con CTX-M.

Questi E. coli sono resistenti anche ai chinoloni, aminoglicosidi e sulfonamide.

Inghilterra: Clone di E. coli CTX-M15 si sta diffondendo rapidamente.

Diffusione di E. coli CTX-M 15 anche in Italia, Francia, Portogallo e Spagna.

Ospedale

LungodegenzeComunita

CTX-M nasce nellospedale

Si diffonde alla comunita

(fanno di serbatoio) Perez F et al., Curr Opin Pharmacol, 2007)

Fattori di rischio:Recente ospedalizzazioneEta avanzata Esposizione a cefalosporine e/o chinoloni

Eziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di AncEziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di Ancona (2007)ona (2007)

Nel 2007 sono stati osservati 538 episodi infettivi

202

291

13

64

0

50

100

150

200

250

300

Gram +Gram -AnaerobiCandida spp

570 microrganismi~ 5% polimicrobiche

Eziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di AncEziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di Ancona (2007)ona (2007)

538 episodi infettivi

100

42 41

27

148 11 8 10

30

0102030405060708090

100

E. coli

P. aeruginosa

Klebsiella spp

Enterobacter spp

Proteus spp

Serratia marcescens

S. maltophilia

Acinetobacter spp

Altre Enterobacteriaceae

Altri bacilli gram. neg,

GRAM GRAM --: 291: 291

ESBL: 22%

ESBL: 44%

ESBL: 27%

2 1 1 1

5

1

0

4

8

12

16

20

03/12/2004 05/12/2004 07/12/2004 09/12/2004 11/12/2004

N. d

i iso

lati

2003

Episodio epidemico (11 casi) in un reparto di OrtopediaEpisodio epidemico (11 casi) in un reparto di Ortopediacausato da causato da E. E. aerogenesaerogenes produttore di ESBLproduttore di ESBL

Resistenza di Resistenza di K. K. pneumoniaepneumoniae ai ai carbapenemicicarbapenemici(Paterson Dl et Bonomo RA, Clin Microbiol Rev, 2005)

N le ESBL n le N le ESBL n le bb--lattamasi AmpC plasmidiche lattamasi AmpC plasmidiche sono in sono in grado di idrolizzare i grado di idrolizzare i carbapenemici carbapenemici ma la resistenza puo ma la resistenza puo avvenire mediante:avvenire mediante:

1.1. Combinazione di Combinazione di bb--lattamasi lattamasi mediate da mediate da plasmidi plasmidi + + perdita delle perdita delle porineporine..

2.2. CarbapenemasiCarbapenemasi::1.1. MetalloMetallo--bb--lattamasi lattamasi IMPIMP--1, IMP1, IMP--7 (7 (BushBush, gruppo 3) , gruppo 3)

(Giappone, 1994)(Giappone, 1994)2.2. KPCKPC--1 e 2 (1 e 2 (BushBush, gruppo 2) (USA, 2001), gruppo 2) (USA, 2001)

Clone di Clone di K. K. pneumoniaepneumoniae in una ICU nel 2005: 51 pazienti di cui 44 infetti in una ICU nel 2005: 51 pazienti di cui 44 infetti (60.3% dei pazienti ricoverati) con CTX(60.3% dei pazienti ricoverati) con CTX--M1.M1.

Resistenza ESBL + Resistenza ESBL + ciprofloxacina ciprofloxacina + + gentamicina gentamicina + + tobramicina tobramicina + + coco--trimossazolo trimossazolo + tetraciclina e variabile alle combinazioni + tetraciclina e variabile alle combinazioni bb--lattamicolattamico--inibittore inibittore delle delle bb--lattamasilattamasi; ; sensibili solo a sensibili solo a carbapenemici carbapenemici e e amikacinaamikacina..

Due dei 44 pazienti infetti (4.5%) svilupparono resistenza ai Due dei 44 pazienti infetti (4.5%) svilupparono resistenza ai carbapenemici carbapenemici ((imipenemimipenem, , meropenem meropenem ed ed ertapenemertapenem) ) dopo terapia con dopo terapia con imipenemimipenem o o meropenemmeropenem: : Selezione di mutanti con Selezione di mutanti con perdita delle perdita delle porineporine ((inattivazioneinattivazione di OmpK35)di OmpK35)

K. K. pneumoniaepneumoniae CTXCTX--M 15 resistente al M 15 resistente al meropenem meropenem (perdita delle (perdita delle porineporine))

Imipenem Meropenem Tigeciclina Colistina3 mg/ml 24 mg/ml 1 mg/ml 0.5 mg/ml

Ospedali Riuniti di Ancona, Marzo 2008

Resistenza di Resistenza di K. K. pneumoniaepneumoniae ai ai carbapenemicicarbapenemici((BratuBratu S. S. etet al, al, Arch Intern MedArch Intern Med, 2005) , 2005)

Diffusione in 2 ospedali di New York di Diffusione in 2 ospedali di New York di K. K. pneumoniaepneumoniae con KPCcon KPC--2: 2: 58 pazienti; 58 pazienti;

Mortalita i caso di Mortalita i caso di batteriemiabatteriemia del 47%del 47%

Terapia possibile in caso di Terapia possibile in caso di imipenemimipenem--R:R:tigeciclinatigeciclina o o colistinacolistina..

CarbapenemasiCarbapenemasi

Resistenza ai Resistenza ai carbapenemicicarbapenemici

vv Uno dei maggiori problemi con Uno dei maggiori problemi con luso deiluso dei carbapenemicicarbapenemici costituisce costituisce linsorgenza di resistenze nei linsorgenza di resistenze nei GramGram--negativi rappresentati da negativi rappresentati da P. P. aeruginosaaeruginosa e e AcinetobacterAcinetobacter sppspp..

vv Il meccanismo principale probabilmente e linduzione dellattivIl meccanismo principale probabilmente e linduzione dellattivita ita delle delle pompe di efflussopompe di efflusso, particolarmente se si associa alla , particolarmente se si associa alla perdita perdita di proteinedi proteine come le come le porine OprDporine OprD (permeabilita).(permeabilita).

vv Per complicare le cose la Per complicare le cose la OprD OprD e e coco--regolata per il sistema di regolata per il sistema di efflusso efflusso MexEFMexEF--OprNOprN, che puo essere selezionato dai , che puo essere selezionato dai fluorochinolonifluorochinoloni..

vv Quindi Quindi se la selezione viene generata da un se la selezione viene generata da un fluorochinolonefluorochinolone, anche , anche senza lesposizione ad un senza lesposizione ad un carbapenemicocarbapenemico, un ceppo di , un ceppo di P. P. aeruginosa aeruginosa oo AcinetobacterAcinetobacter sppspp puo diventare resistente ai puo diventare resistente ai fluorochinolonifluorochinoloni ed ed imipenem imipenem e avere una suscettibilita ridotta al e avere una suscettibilita ridotta al meropenemmeropenem..

Dalluso di Dalluso di carbapenemicicarbapenemici

Dalluso diDalluso difluorochinolonifluorochinoloni

Refertare tutte le Cefalosporine, Penicilline e Aztreonam come

resistentiRefertare i risultati come ottenutiRefertare i risultati come ottenutiRefertazione

Tutte le CefalosporineTutte le Penicilline

Aztreonam

Tutti i -lattamici comprese lecefamicine esclusi i Carbapenemi

Tutti i -lattamici comprese lecefamicine esclusi i Carbapenemi

Microrganismo ospite di solito resistente a

Cefamicine(cefotetan e cefoxitin)

CarbapenemiCarbapenemiCarbapenemiMicrorganismo ospite di solito sensibile a

SNoNoInibita da Acido clavulanico

E. coliKlebsiella spp.

Proteus spp

EnterobacterC. freundii

S. marcescensM. morganii

Providencia spp.Proteus rettgeri

E. coliKlebsiella spp.

Piu spesso trovata in

Plasmidica o CromosomicaCromosomica (AmpC)PlasmidicaPosizione dei geni di resistenza

ESBL -lattamasi inducibileAmpCa (plasmidica)Caratteristica

a Il gene ampC e di solito posto sul cromosoma di diverse Enterobacteriaceae. Tuttavia, puo essere trasferito su un plasmide ed essere iperprodotto in Escherichia coli e Klebsiella spp.

Abbiamo visto il meglioAbbiamo visto il megliodegli antibiotici degli antibiotici bb--lattamicilattamici ad ampio ad ampio

spettro !!!spettro !!!E prudente utilizzare con saggezza i E prudente utilizzare con saggezza i potenti potenti bb--lattamicilattamici disponibili e non disponibili e non

essere troppo ottimisti sulla possibilita essere troppo ottimisti sulla possibilita di un di un altra generazionealtra generazione

LivermoreLivermore (JAC, 1998)(JAC, 1998)

Controllo della diffusione di ESBLControllo della diffusione di ESBL

Istruzione al personale di cura Istruzione al personale di cura Precauzioni da contattoPrecauzioni da contattoColture di sorveglianza (urine, feci)Colture di sorveglianza (urine, feci)Politica degli antibiotici ?Politica degli antibiotici ?limitazione dell'uso delle cefalosporine di terza generazione limitazione dei carbapenemici come terapia diretta

Pseudomonas aeruginosa

Eziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di AncEziologia delle infezioni ematiche negli Ospedali Riuniti di Ancona (2007)ona (2007)

538 episodi infettivi

100

42 41

27

148 11 8 10

30

0102030405060708090

100

E. coli

P. aeruginosa

Klebsiella spp

Enterobacter spp

Proteus spp

Serratia marcescens

S. maltophilia

Acinetobacter spp

Altre Enterobacteriaceae

Altri bacilli gram. neg,

GRAM GRAM --: 291: 291

b-lattamasi inducibili: Resistenza naturale ad ampicillina e cefalotina

1. MUTAZIONI

Iper-espressione delle pompe di efflusso.

MexAB-OprM : rimuove penicilline, cefalosporine e in parte meropenem (ma non imipenem)

MexCD-Opr e MexEF-OprN: resistenza ai fluorochinoloni e alcuni b-lattamici

MexXY-OprM: resistenza agli aminoglicosidi

Impermeabilita:

resistenza agli aminoglicosidi

Perdita di OprD: R allimipenem e ridotta suscettibilita al meropenem

Mutanti nfxc (mexT) selezionate dai fluorochinoloni (no dai carbapenemici): R a fluorochinoloni e imipenem con ridotta S al meropenem.

Mutazioni delle topoisomerasi II e III:

Resistenza ai fluorochinoloni

Pseudomonas aeruginosa: meccanismi di resistenza (1)

Una combinazione di > pompe di efflusso, perdita di OprD e impermeabilita agli aminoglicosidi compromette tutte le classi di antibiotici tranne le polimixine.

2. ACQUISIZIONE GENICA E MDR

b-lattamasi

ESBL:

PER 1:elevata R a ticarcillina, ceftazidime, cefepime e aztreonam, e in minor misura a piperacillina. S ai Carbapenemici.

OXA-ESBL: R a cefalosporine, monobattamici e penicillline. S ai Carbapenemici.

Metallo-b-lattamasi (IMP e VIM): R a penicilline, cefalosporine e carbapenemici ma non allaztreonam.

Talvolta sono associate ad una 6-N acetyltransferasi (R a aminoglicosid) e il ceppo rimane sensibile solo alle polimixine, ciprofloxacina e forse allaztreonam.

Pseudomonas aeruginosa: meccanismi di resistenza (2)

Impatto della terapia appropriata ritardata delle Impatto della terapia appropriata ritardata delle batteriemie batteriemie dadaP. P. aeruginosaaeruginosa

Lodise TP, AAC, 51:3510,2007

Evoluzione della % di suscettibilita agli antibiotici in ceppi dEvoluzione della % di suscettibilita agli antibiotici in ceppi di i P. P. aeruginosaaeruginosa isolati nelle Terapie Intensiveisolati nelle Terapie Intensive

Ospedali Riuniti di Ancona

30

40

50

60

70

80

90

100

2004 2005 2006 2007

AmikacinaGentamicinaCeftazidimePiperacillinaImipenemCiprofloxacina

Correlazione tra il consumo degli antibiotici e Correlazione tra il consumo degli antibiotici e la resistenza in la resistenza in P. P. aeruginosaaeruginosa

P. P. aeruginosaaeruginosa -- AntibiogrammaAntibiogramma

Sensibile> 8< 21ColistinaResistente> 8< 264LevofloxacinaResistente> 4< 164CiprofloxacinaIntermedio> 64< 1632AmikacinaResistente> 16< 4256TobramicinaResistente> 16< 464GentamicinaResistente> 16< 416MeropenemResistente> 16< 416ImipenemResistente> 32< 8128AztreonamResistente> 128< 64256Pipera/TazoResistente> 128< 64256PiperacillinaResistente> 128< 64> 512TicarcillinaResistente> 32< 832CefepimeResistente> 32< 8128Ceftazidime

ResistenteSensibileInterpretazioneBreak-pointMIC (mg/L)Antibiotico

Europa ItaliaPiperacillina 15% 19%Ceftazidime 19% 24%Carbapenemici 19% 33%Fluorochinoloni 15% 36%Aminoglicosidi 23% 30%Multiresistenza (3 atb) 16%Multiresistenza (5 atb) 6%

EARSS 2008

Resistenze in Pseudomonas aeruginosa

EARSS Data Base,2008

BA

urine

Ferita

Sangue

01/01/03 01/02/03 01/03/03 01/04/03 01/05/03 01/06/03

MEMMEMCOLCOLAMIAMI P+TP+T

Amikacina Amikacina S S Amikacina Amikacina II AmikacinaAmikacina RRPiperacillina Piperacillina S S PiperacillinaPiperacillina RR

Int. ch.decesso

AMIAMI P+TP+TCOLCOLT+PT+P P+TP+T

COLCOLP+TP+T COLCOL P+TP+T

P+TP+TAMI

AMI: amikacinaP+T: Tazocin COL: colistinaMem: meropenem

Infezione da P. aeruginosa: rapporto resistenza- antibioticoterapiaSensibile

E. cloacae S. marcescens

Acinetobacter spp

E' un patogeno opportunista responsabile soprattutto di infezioni nosocomiali

Puo causare polmoniti, batteriemie, infezioni del tratto urinario e dei tessuti molliLe polmoniti nosocomiali causate da Acinetobacter hanno un tasso grezzo di mortalita variabile dal 30 al 70% (con mortalita imputabile all'infezione in almeno il 40% dei casi)Produzione di endotossine (shock settico)

Fattori di rischioEta avanzata, malattie polmonari croniche, immuno-depressione, interventi chirurgici, cannule endotracheali, gastriche e cateteri urinari

Acinetobacter e un patogeno problematicoIn caso di isolamento da distretti normalmente non sterili, non e sempre facile distinguere tra colonizzazione e infezione

Meccanismi di resistenzaEnzimi che modificano gli antibioticiCambiamento della permeabilita della membranaMutazioni della DNA girasi

Emergenza di A. baumanii antibiotico-resistente in seguito a modificazioni nell'uso di antibiotici

Meyer e colleghi segnalarono un'epidemia ospedaliera di K. pneumoniae resistente al ceftazidime. Per il controllo dell'epidemia furono adottati interventi mirati a ridurre l'uso del ceftazidime, e a rinforzare le misure per il controllo delle infezioni. L'imipenem fu impiegato per i pazienti infettati dalla K. pneumoniae resistente.

Insorgenza di Acinetobacter resistente ai carbapenemi

Diffusione di cloni tra ospedaliDiffusione tramite pazienti e o personale ospedaliero

Contaminazione delle superfici ambientali

L'uso di cefalosporine di terza generazione e aztreonan era associato ai ceppi resistenti a carbapenemi (P = 0,03)

Vennero raccomandate le seguenti misure:Controllo uso antibioticiVigilanzaProtocolli sul controllo infezioni

Maggio 2006Maggio 2006: A. : A. baumanii baumanii MDRMDR

Suscettibilita agli antibioticiSuscettibilita agli antibiotici

Amikacina Amikacina >>64 R64 R PiperacilPiperacil + + tazobactamtazobactam >128 R>128 RCefepimeCefepime >>64 R 64 R TetraciclinaTetraciclina >16 R>16 RCeftazidimeCeftazidime >>64 R64 R CoCo--trimozssazolotrimozssazolo >320 R>320 RCiprofloxacina Ciprofloxacina >> 4 R 4 R Colistina Colistina 16 RMeropenem Meropenem 22--8 S8 S-- IIPiperacillina Piperacillina >>128 R128 R

Acinetobacter spp: resistenza ai carbapenemici in 250 ospedali USA (TSN-Database )

ResistentiIntermedi

0123456789

10

Mag Giu Lug Ago

Rian L

Rian 2

Rian 1

N. d

i paz

ient

i

Episodio epidemico causato da A. baumanii MR in ICU in Ancona (2006)

Ceppi resistenti Ceppi resistenti allimipenem allimipenem

15 pazienti15 pazientiCeppi isolati da:Ceppi isolati da:

EmocolturaEmocoltura: 4: 4BroncoaspiratoBroncoaspirato: 9: 9LCR: 3LCR: 3Urina: 1Urina: 1CVC: 1CVC: 1Succo gastrico: 1Succo gastrico: 1

0123456789

10

MagGiu LugAgo Sett Ott Nov Dic Gen Feb Mar AprMagGiugLug Ago Sett Ott Nov Dic

Rian LClin Med IntPneumologiaMed d'UrgMed GenNefrologiaChirurgieNeurochCl NeurochRian 2Rian 1

N. d

i paz

ient

iEpisodio epidemico causato da A. baumanii MR in

Ancona (2006-2007)

Ceppi resistenti al Ceppi resistenti al imipenemimipenem

72 pazienti72 pazientiDei quali 7 conDei quali 7 conbatteriemiabatteriemia e 4 e 4 meningitemeningite

2006 2007

Ceppo con carbapenemasi OXA-58 genotipo 2

Resistenza ai Resistenza ai carbapenemici carbapenemici in in A. A. baumaniibaumaniivv bb--lattamasi lattamasi acquisiteacquisite in in A. A. baumaniibaumanii::

1.1. MetalloMetallo--bb--lattamasi lattamasi ((MBLsMBLs):): IMP, VIM e SIM:IMP, VIM e SIM:IMP e VIM conferiscono IMP e VIM conferiscono resistenza a tutti resistenza a tutti bb--lattamici lattamici trannetranneallaztreonamallaztreonam.. I geni sono localizzati in plasmidi e si sono diffusi in Italiae si sono diffusi in Italia in in A. A.

baumaniibaumanii e e P. P. aeruginosaaeruginosa..

2.2. Oxacillinasi Oxacillinasi idrolizzanti i idrolizzanti i carbapenemici carbapenemici ((CHDLsCHDLs),), che idrolizzano che idrolizzano limipenem limipenem ma non sempre il ma non sempre il meropenemmeropenem. Il primo gene codificante lenzima OXA. Il primo gene codificante lenzima OXA--23 e stato 23 e stato identificato in Scozia nel 1995 e poi si e diffuso rapidamente iidentificato in Scozia nel 1995 e poi si e diffuso rapidamente in UK e Francia; n UK e Francia; OXAOXA--24 e OXA24 e OXA--25 in Spagna; OXA25 in Spagna; OXA--26 in Belgio26 in BelgioLa maggior parte sembrano La maggior parte sembrano identificati nei identificati nei plasmidiplasmidi e altri sembrano stare solo nel cromosoma.e altri sembrano stare solo nel cromosoma.

vv Perdita o modificazione delle Perdita o modificazione delle porineporine: : resistenza associata alla perdita di una OMP resistenza associata alla perdita di una OMP (CarO)(CarO)

MBL e CHDL resistono allinibizione dal MBL e CHDL resistono allinibizione dal clavulanato clavulanato e dal e dal tazobactamtazobactam

I geni MBL si sono diffusi negli ultimi anni da I geni MBL si sono diffusi negli ultimi anni da P. P. aeruginosaaeruginosa alle alle EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae e e AcinetobacterAcinetobacter, e sembra che lo scenario , e sembra che lo scenario clinico che si profila e simile alla diffusione globale delle ESclinico che si profila e simile alla diffusione globale delle ESBL. BL. Inoltre, come i ceppi con MBL sonno resistenti a tutti i Inoltre, come i ceppi con MBL sonno resistenti a tutti i bb--lattamici lattamici e siamo lontani allutilizzo terapeutico di un inibitore, e siamo lontani allutilizzo terapeutico di un inibitore, la sua continua diffusione rappresentera una catastrofe clinicala sua continua diffusione rappresentera una catastrofe clinica..

ANCONAANCONA(21 ceppi)(21 ceppi)

Tre clones diversi:Europa IEuropa II Italia

I primi ceppi di A. baumanii con il gene bla OXA-58 isolati in Italia: Luglio 2005 nel Ospedale Umberto I di Roma.I ceppi isolati appartengono a due genotipi PFGE: 1 e 2

Il gene bla OXA-58 e localizzato nei plasmidi

Identificata per la prima volta in Toulouse (Francia) dopo una epidemia in un Centro Ustioni ( Hritier C et al, JAC, 2005)

Terapia delle infezioni da Acinetobacter spp resistente ai carbapenemici

(Poirel L, Nordmann P, CMI, 2006)

Il principale problema sono le Oxacillinasi idrolizzanti i carbapenemici (CHDLs)

Colistina in infusione IV continuaImipenem + aminoglicosidi (se basso livello di R allimipenem)Imipenem + colistina o tobramicina o rifampicina (se elevata R allimipenem)Imipenem + colistina + rifampicinaTigeciclina

Ampicillina-Sulbactam

Tigeciclina:R

Ampicillina-Sulbactam: R

A.A. baumaniibaumanii(Ospedali Riuniti di Ancona, 2008)

Resistente a Imipenem e MeropenemSensibile solo a Colistina e Amikacina

Stenotrophomonas maltophilia

Causa batteriemia, meningite, infezioni urinarie, ma e raro come causa di polmonite (lisolamento dal tratto respiratorio generalmente indica una colonizzazione)

Fattori di rischio per colonizzazione e/o infezione: Ventilazione meccanica Profilassi con antibiotici ad ampio spettro Chemioterapia Uso di CVC Neutropenia

Mortalita associata con tumori, neutropenia, terapia immunosoppressiva

Stenotrophomonas maltophilia

Ha una resistenza intrinseca a molti antibiotici. La resistenza si sviluppa rapidamente per mutazioni e a volte si osserva discordanza tra i risultati in vitro e l outcome clinico

Suscettibilita agli antibiotici: Trimetoprim-sulfametossazolo (Bactrim), Terapia

di scelta Ciprofloxacina, LevofloxacinaTicarcillina-clavulanato Minociclina

Terapia delle infezioni gravi da S. maltophilia(batteriemie, polmonite)

(Martino-Venditti-Vullo, 2007)

Terapia e.v. elettivaTrim-Sulfa (SXT) (2.5 g/kg ogni 6 ore)

Terapia e.v. alternativaTicarcillina/a. clavulanico (TIM)CeftazidimeLevofloxacinaMinociclinaDoxiciclinaTigeciclina

Combinazioni sinergiche in vitro (scarsi o assenti dati clinici)TIM+ AztreonamSXT + TIMSXT + colistinaSXT + cefalosp III genSXT Minociclina * TIM