Kristin Hegstad

Hvorfor kan VRE være vanskelig å detektere i laboratoriet?

(K-res)

SEM im

age E. faeciumE155

InnholdHvordan og hvorfor spres enterokokker?• Overvekst i tamen og overlevelse i miljøet • Suksessfulle sykehuskloner og mobile genetiske elementerVRE feno-/genotyperEkstra problematiske VRE; • 1) vanB med lavgradig resistens • 2) Vankomycin Variable Enterokokker (VVE)Hvordan skal vi detektere dem?• Genotypisk testing på invasive E. faecium?• Pålitelighet fenotypiske tester for deteksjon/ MIC

bestemmelse lavgradig resistens

Overvekst av VRE i tarmen

Arias 2012 Nat Rev Microbiol 16:266-78

Effekt av antibiotika på overvekst av VRE i tamen;

VRE ­ E. faeciumVRE i blod ­ mortalitet enn VSE

Enterokokker utgjør typisk < 0.1% av human tarmmikrobiota

Hvorfor økende viktighet som sykehuspatogen?Overlever ekstreme forhold• pH, salt, temperaturer, kjemiske desinfeksjonsmidler• E. faecium > 90 dager på sykehustøy og plastikk• E. faecium levende etter > 5 år tørket i dyrkningsflaske

Iboende resistens mot mange antimikrobielle midler• cefalosporiner, sulfonamider, linkosamider, lave nivå av

aminoglykosider og quinupristin-dalfopristin (E. faecalis)

Erverver lett ny resistens• ampicillin, høye nivå av aminoglykosider, vankomycin, linezolid,

quinupristin-dalfopristin, daptomycin, tigecyklin

Suksessfulle sykehuskloner og mobile genetiske elementer;

E. faecium suksessfulle sykehuskloner

• Genomer > 25% større enn hos kommensale isolater

• Akkumulert– resistens gener– virulens gener

• hovedsakelig adhesjon og biofilm– mobile genetiske elementer

Lebreton 2013. mBio 4:e00534-13

Hovedtyper av mobile genetiske elementer hos enterokokker

Plasmider; sirkulære, selv-replikerende ekstrakromosomale DNA molekyler, kan kode for egen overføring ved konjugasjon

Kromosom

Transposable elementer; DNA enhet som kan bevege seg/bytte plass i genomet, eks. Tn1546vanA transposon

Integrative konjugative elementer (ICE); overførbare elementer som rekombinerer inn i genomet, eks. Dominerende type av vanB ICE Tn1549/5382 overførbar fra anaerob tarmflora til enterokokker

NB! Mange typer IS elementer → evolusjon av genomet

• vanA transposon og vanB ICE ofte på konjugative plasmider

VRE feno-/genotyperResistens Ervervet Iboende

Nivå Høy Lav til høy Høy Moderat Lav Lav

Type VanA VanB VanM VanD VanE, VanG, VanL, VanN

VanC

MIC mg/L: VankomycinTeikoplanin

≥ 16> 8

≥ 10,5-1

> 256> 0,75

≥ 644-64

6-320,5

2-320,5-1

Uttrykk * I I K I/(K) K/I

Overførbar + + + - -/+ (VanG&N)

-

Distribusjon Ulike enterokokkspecies samt S. aureus

Ulike enterokokkspecies samt ikke-enterokokknormalflora

E. faecium Ulike enterokokkspecies samt ikke-enterokokknormalflora

E. faecalis/E. faeciumVanG også i ikke-enterokokknormalflora

E. gallinarumog E. casseliflavus

Ervervet vanC i enkelte E. faecalis og E. faecium

Modifisert Tabell 2 fra Hegstad 2010 Clin Microbiol Infect 16:541-54* K – konstitutivt, I – induserbart

Ekstra problematiske å detektere 1: vanB VRE med lavgradig resistensCase 1 – bakgrunn

Ventilator-associated pneumonia

Candida albicans septicemia

Enterococcus faecium septicemia

Acinetobacter sp. and Enterobacter sp. wound infections

Bacteriodes sp. wound infections

R SvanB negative E. faecium VA MIC 1 mg/L (S)

vanB+ E. faecium VA MIC 6 mg/L (R)

Case 1 - infeksjoner & antibiotikabehandlingDay 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51

E. faecium ST192 Van Susceptible

E. faecium ST192 Van Resistant

Case 1 - sammenligning av genomer

Janice et al., unpublished

Scenario; De novo generering av VRE i pasienter

E. faecium uten vanB

Anaerobe tarm-bakterier med vanB;Eks Clostridium, Eggerthella, Ruminococcus

vanB+ E. faecium med lav MIC for vankomycin

vanB ICEplasmid

Case 2;

kromosom

Case 1;

Bred spektret antibiotika + vankomycin

Bærerskap av ikke-enterokokk vanB i tarmen• Høy forekomst i Australia

• barn (27%)

• hemodialyse pasienter (45%)

• voksne utenfor sykehus (63%)

• Prevalens sykehuspasienter i Kanada

• vanB 2-6%, vanD 27-44% og vanG 7-11%

• VRE PCR screening direkte på prøvemateriale viser

mange falske positive vanB VRE – eks. fra Stockholm

• 1314/6914 prøver (19%) vanB PCR+

• bare 93 vanB VRE (1,3%) gjenfunnet ved dyrkning

Graham 2008. Antimicrob Agents Chemother 52:1195-7

Domingo 2005. Antimicrob Agents Chemother 49:4784-6

Fang 2010. APMIS 118:413-7

Ekstra problematiske å detektere 2: Vankomycin Variable Enterokokker (VVE)

Har van gener men glykopeptidfølsom fenotype –genetisk endring ⇒ kan bli resistent• ⇒ terapisvikt

Prevalens• Utbrudd i Kanada 2009-

• Utbrudd i Midt-Norge 2013-2015

• Utbrudd Danmark 2016-2017

• Sporadiske isolater; Sverige, Belgia, Australia....

vanR vanS

Promoter

vanZvanH vanYvanXvanA

Mekanisme for VVE Midt-Norge -gjenoppretting av funksjonell promoter

XMobilt element blokkere eksisterende promoter ⇒ VSE fenotype

vanR vanS

Aktivator/ fosforylert VanR

Promoter

+++vanZvanH vanYvanXvanA

vankomycinresistens

Mekanisme for VVE Midt-Norge -gjenoppretting av funksjonell promoter

Blokkering av eksisterende promoter oppheves ⇒ VRE fenotype

Hvordan skal vi detektere problematiske VRE?Norge – AFA og K-res anbefaler genotypisk testing av invasive enterokokkisolater

Nye kriterier for melding av VRE til norsk meldingssystem for smittsomme sykdommer• Isolering av enterokokker med påvist vanA eller vanB

gen (uavhengig av vankomycin MIC)

Pålitelighet fenotypiske tester vanB VRE

med lavgradig vankomycinresistens

Pålitelig• Buljongfortynning - gullstandard

• Vankomycin agar screen (BHI med 6 mg/L vankomycin)

Noe utfordrende• EUCAST disk diffusjon krever større grad av erfaring - bedømmelse

av sonekant - fuzzy eller skarp

Høy grad av alvorlige feil (R kategorisert som S)• Gradientstrips

• Vitek automatisert AST

Noen vanB isolater viste MIC under klinisk brytningspunkt ved alle fenotypiske metoder• Kan mutere til å bli resistente ved lengre eksponering for

vankomycin

Haldorsen et al., unpublished

OppsummeringEnterokokkenes egenskaper • ⇒ overlever og spres i sykehuset både i og utenfor pasienten• erverver lett resistens mot antibiotika

VRE kan være vanskelig å påvise fenotypisk• vanA

• Vanligvis høygradig resistent mot vankomycin og teikoplanin• VVE - van gener som ikke uttrykkes før etter genetisk endring

• vanB• Vankomycin MIC 1 - ≥ 256 mg/L og følsom for teikoplanin• VRE kan nydannes i pasienten – vanB erverves fra anaerobfloraen i

tarmen ⇒ lavgradig resistens rundt/under klinisk brytningspunkt