Resistência aos Antimicrobianos: Um Risco Emergente no Século 21? Jorge L. M. Sampaio Médico Líder – Microbiologia Fleury Medicina e Saúde – São Paulo – Brasil 27-05-2008

Tópicos Abordados Definição Principais métodos para detecção Principais problemas clínicos e epidemiológicos em âmbito mundial e no Brasil Principais determinantes genéticos e sua localização Comentários finais

Resistência “A categoria resistente implica que um isolado não é inibido nas concentrações atingidas quando do uso de doses habituais do antimicrobiano e/ou apresenta concentração inibitória mínima que se encontra em uma faixa na qual mecanismos de resistência (p. ex. beta-lactamases) estão provavelmente presentes e a eficácia do antimicrobiano não foi demonstrada em estudos clínicos.” Fonte: Clinical and Laboratory Standards Institute – M100-S18

Antibiograma – Disco-difusão

Etest®

Microdiluição em Caldo

Automação Baseados em microdiluição Becton Dickinson Micro Scan Trek Vitek

Testes Moleculares GeneXpert - Cepheid Reação em cadeia da polimerase com detecção em tempo real Detecção de genes específicos Resultados em 2 a 4 horas

Infecções Urinárias - Cistites A cada ano, cerca de 11% da população feminina tem cistite. 3,6 milhões de consultas médicas por ano – mulheres de 18 a 75 anos - (EUA). Fatores de risco em mulheres jovens Atividade sexual Quociente de razão de chance (OR) de até 60 nas 48 horas após relação sexual Uso de espermicidas Fatores de risco em mulheres idosas Diabetes Incontinência Cistocele Cateterismo vesical

Agentes etiológicos – Fleury – 4935 culturas de urina Mulheres potencialmente sexualmente ativas (15 a 50 anos) Escherichia coli ---------------------------- 75,97% Staphylococcus saprophyticus --------- 4,21% Klebsiella pneumoniae ------------------- 4,15% Proteus mirabilis --------------------------- 3,91% Enterococcus faecalis -------------------- 3,22% Enterobacter aerogenes ----------------- 1,66% Bacilo gram-negativo Coco gram-positivo

Resistência em E. coli Isoladas de Infecções do Trato Urinário em Pacientes da Comunidade Atendidos no Fleury Kiffer CR, Mendes C, Oplustil CP, Sampaio JL. Antibiotic resistance and trend of urinary pathogens in general outpatients from a major urban city. Int Braz J Urol. 2007 Jan-Feb;33(1):42-8;

Que fatores contribuem para o aumento da resistência? Uso inadequado de antimicrobianos? Tratamento Profilaxia Disseminação clonal? Colonização do trato digestório por bactérias resistentes?

Disseminação clonal de cepas resistentes ao sulfametoxazol-trimetoprim Manges et al. 2001 Mulheres com idade mediana de 22 anos Universidade na Califórnia Comparação com isolados de Michigan e Minessota

Fonte: Manges AR, Johnson JR, Foxman B, O'Bryan TT, Fullerton KE, Riley LW. Widespread distribution of urinary tract infections caused by a multidrug-resistant Escherichia coli clonal group. N Engl J Med. 2001 Oct 4;345(14):1007-13.

Fonte: Manges AR, Johnson JR, Foxman B, O'Bryan TT, Fullerton KE, Riley LW. Widespread distribution of urinary tract infections caused by a multidrug-resistant Escherichia coli clonal group. N Engl J Med. 2001 Oct 4;345(14):1007-13.

Resistência a Quinolonas em ITU Karlowsky JA, Hoban DJ, Decorby MR, Laing NM, Zhanel GG. Fluoroquinolone-resistant urinary isolates of Escherichia coli from outpatients are frequently multidrug resistant: results from the North American Urinary Tract Infection Collaborative Alliance-Quinolone Resistance study. Antimicrob Agents Chemother. 2006 Jun;50(6):2251-4. Gobernado M, Valdés L, Alós JI, Garcia-Rey C, Dal-Ré R, García-de-Lomas J; Spanish Surveillance Group for E. coli Urinary Pathogens. Quinolone resistance in female outpatient urinary tract isolates of Escherichia coli: age-related differences. Rev Esp Quimioter. 2007 Jun;20(2):206-10. Moreno E, Prats G, Sabaté M, Pérez T, Johnson JR, Andreu A. Quinolone, fluoroquinolone and trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in relation to virulence determinants and phylogenetic background among uropathogenic Escherichia coli. J Antimicrob Chemother. 2006 Feb;57(2):204-11. Colodner R, Kometiani I, Chazan B, Raz R. Risk Factors for Community-Acquired Urinary Tract Infection Due to Quinolone-Resistant E. coli. Infection. 2008 Feb;36(1):41-5. Chenia HY, Pillay B, Pillay D. Analysis of the mechanisms of fluoroquinolone resistance in urinary tract pathogens. J Antimicrob Chemother. 2006 Dec;58(6):1274-8. Epub 2006 Oct 13.

Resistência a Quinolonas em Frangos San Martín B, Lapierre L, Toro C, Bravo V, Cornejo J, Hormazabal JC, Borie C. Isolation and molecular characterization of quinolone resistant Salmonella spp. from poultry farms. Vet Microbiol. 2005 Oct 31;110(3-4):239-44. Boscán-Duque LA, Arzálluz-Fisher AM, Ugarte C, Sánchez D, Wittum TE, Hoet AE. Reduced susceptibility to quinolones among Salmonella serotypes isolated from poultry at slaughter in Venezuela. J Food Prot. 2007 Sep;70(9):2030-5. Warren RE, Ensor VM, O'Neill P, Butler V, Taylor J, Nye K, Harvey M, Livermore DM, Woodford N, Hawkey PM. Imported chicken meat as a potential source of quinolone-resistant Escherichia coli producing extended-spectrum beta-lactamases in the UK. J Antimicrob Chemother. 2008 Mar;61(3):504-8.

Mecanismos de Resistência às Quinolonas Gram Negativos Mutações pontuais  substituição aa  alteração do alvo Efluxo ativo Qnr (plasmidial) Gram Positivos Mutações pontuais  substituição aa  alteração do alvo Efluxo ativo

Tran and Jacoby. PNAS 2002;99:5638-5642 qnr pMG252 Qnr Codifica também AmpC FOX-5 Qnr 218 aa Qnr reverte inibição da girase pelas quinolonas Proteção da topoisomerase IV não evidente

Outros Determinantes qnrB qnrS qepA – sistema de efluxo Robicsek A, Jacoby GA, Hooper DC. The worldwide emergence of plasmid-mediated quinolone resistance. Lancet Infect Dis. 2006 Oct;6(10):629-40. Review. Gay K, Robicsek A, Strahilevitz J, Park CH, Jacoby G, Barrett TJ, Medalla F, Chiller TM, Hooper DC. Plasmid-mediated quinolone resistance in non-Typhi serotypes of Salmonella enterica. Clin Infect Dis. 2006 Aug 1;43(3):297-304. Robicsek A, Sahm DF, Strahilevitz J, Jacoby GA, Hooper DC. Broader distribution of plasmid-mediated quinolone resistance in the United States. Antimicrob Agents Chemother. 2005 Jul;49(7):3001-3.

Ultrapassando a fronteira das classes de antimicrobianos Enzima bifuncional –AAC(6')-Ib-cr Acetila aminoglicosídeos Acetila ciprofloxacino e norfloxacino Substituição de dois pares de bases no sítio catalítico confere a versatilidade Robicsek A, Strahilevitz J, Jacoby GA, Macielag M, Abbanat D, Park CH, Bush K, Hooper DC. Fluoroquinolone-modifying enzyme: a new adaptation of a common aminoglycoside acetyltransferase. Nat Med. 2006 Jan;12(1):83-8. Nat Med. 2006 Jan;12(1):83-8.

Fonte: Microbiologia – Tortora, Funke and Case

Supercoiling

Localização de Genes de Resistência Cromossomo Plasmídios Conjugação Integrons Transposons Transposição

Integrons Três elementos fundamentais: Não são auto-transponíveis Integrase intI Sítio de recombinação primário attI Um promotor forte Não são auto-transponíveis Mobilidade quando associados a: IS Transposons Plasmídios conjugativos

Integrons : Máquinas de Integração de Genes

Uso de Antimicrobiano X Resistência Uso de doses não terapêuticas “Efeito colateral”  diminuição ou eliminação da microbiota normal Seleção de clones resistentes Substituição da microbiota

Mais evidências do impacto do uso veterinário de quinolonas na saúde humana Resistência a ciprofloxacino em Campylobacter jejuni em pacientes atendidos no Fleury – São Paulo Cerca de 77% dos isolados foram detectados em coproculturas de crianças com idade inferior a 14 anos 2001 – 26,8% 2002 – 22,2% 2003 – 17,1% 2004 – 31,1% 2005 – 41,5% 2006 – 37,7%

Resistência à quinolonas em Campylobacter sp. isolados de frangos 1: Griggs DJ et al. Incidence and mechanism of ciprofloxacin resistance in Campylobacter spp. isolated from commercial poultry flocks in the United Kingdom before, during, and after fluoroquinolone treatment. Antimicrob Agents Chemother. 2005 Feb;49(2):699-707. 2: Humphrey TJ et al. Prevalence and subtypes of ciprofloxacin-resistant Campylobacter spp. in commercial poultry flocks before, during, and after treatment with fluoroquinolones. Antimicrob Agents Chemother. 2005 Feb;49(2):690-8.

Achados importantes Durante tratamento com fluoroquinolonas Resistência a ciprofloxacina em ≈ 100% dos isolados Persistência da colonização por 4 semanas

Campanha “Surviving Sepsis” Ressuscitação Diagnóstico etiológico Terapia antimicrobiana iniciada até uma hora após diagnóstico da sepse Diminuição do espectro terapêutico após 48 a 72 horas Controle do foco infeccioso Mínimo aceitável para uso empírico de um antimicrobiano = 90% de sensibilidade

Hemoculturas -2006

Klebsiella pneumoniae Hemoculturas Sensibilidade 2006 (16) 2005 (14) Amicacina...........................87.5% 78.6% Ampicilina.............................0.0% 0.0% Cefalotina...........................68.8% 50.0% Cefepima............................81.3% 50.0% Ceftriaxona/Cefotaxima......81.3% 50.0% Ciprofloxacina.....................75.0% 71.4% Gentamicina........................81.3% 57.1% Imipenem/Meropenem......100.0% 100.0% Produção de ESBL ............... 18.7% 50.0%

Escherichia coli Hemoculturas Sensibilidade 2006 (22) 2005 (21) 2004 (14) Amicacina........................ 100.0% 100.0% 100.0% Ampicilina......................... 54.5% 38.1% 42.9% Cefalotina..........................59.1% 52.4% 57.1% Cefepima...........................81.8% 100.0% 78.6% Ceftriaxona/Cefotaxima ....81.8% 100.0% 78.6% Ciprofloxacina....................81.0% 76.2% 71.4% Gentamicina......................90.9% 90.5% 92.9% Imipenem/Meropenem ....100.0% 100.0% 100.0% Produção de ESBL ------------ 18.2% 0.0% 21.4%

Beta-lactamases de espectro estendido Enzimas capazes de degradar cefalosporinas de terceira e quarta gerações As beta-lactâmicos, a exemplo das cefalosporinas, são os antimicrobianos mais prescritos na prática clínica Há falha na detecção caso não seja utilizado teste específico para sua detecção A detecção baseia-se no fato de que são inativadas pelo clavulanato de potássio Critérios para detecção estabelecidos para K. pneumoniae, E.coli e P. mirabilis

Detecção de ESBL em outras espécies de enterobactérias

Detecção de ESBL em animais 1: Blanc V et al. ESBL- and plasmidic class C beta-lactamase-producing E. coli strains isolated from poultry, pig and rabbit farms. Vet Microbiol. 2006 Dec 20;118(3-4):299-304. 2: Riano I et al. Detection and characterization of extended-spectrum beta-lactamases in Salmonella enterica strains of healthy food animals in Spain. J Antimicrob Chemother. 2006 Oct;58(4):844-7. 3: Duan RS et al. Escherichia coli producing CTX-M beta-lactamases in food animals in Hong Kong. Microb Drug Resist. 2006 Summer;12(2):145-8. 4: Mesa RJ et al. Extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae in different environments (humans, food, animal farms and sewage). J Antimicrob Chemother. 2006 Jul;58(1):211-5.

Pseudomonas aeruginosa Hemoculturas – 2006 Sensibilidade (21) Amicacina.......................... 61,9% Aztreonam.......................... 61,9% Cefepima......................... .. 61,9% Ceftazidima....................... 66,7% Ciprofloxacina................... 45,0% Gentamicina...................... 55,0% Imipenem........................ 55,0% Meropenem....................... 65,0% Piperacilina/tazobactam......70,0% Polimixina B ........................ 100%

VRE Enterococcus spp. Resistente à vancomicina Infecções graves em pacientes oncológicos e em unidades de terapia intensiva Opções terapêuticas escassas (linezolida) Colonização do trato digestório precede infecção Principais determinantes vanA e vanB

VRE em Animais Manero A, Vilanova X, Cerdà-Cuéllar M, Blanch AR. Vancomycin- and erythromycin-resistant enterococci in a pig farm and its environment. Environ Microbiol. 2006 Apr;8(4):667-74. Pedonese F, Innocenti E, Nuvoloni R, Sartini L, D'Ascenzi C, Cerri D, Rindi S. Occurrence of vancomycin-resistant enterococci in foods of animal origin purchased in Tuscany. Vet Res Commun. 2005 Aug;29 Suppl 2:347-9. Sørum M, Holstad G, Lillehaug A, Kruse H. Prevalence of vancomycin resistant enterococci on poultry farms established after the ban of avoparcin. Avian Dis. 2004 Dec;48(4):823-8. Hershberger E, Oprea SF, Donabedian SM, Perri M, Bozigar P, Bartlett P, Zervos MJ. Epidemiology of antimicrobial resistance in enterococci of animal origin. J Antimicrob Chemother. 2005 Jan;55(1):127-30. Busani L, Del Grosso M, Paladini C, Graziani C, Pantosti A, Biavasco F, Caprioli A. Antimicrobial susceptibility of vancomycin-susceptible and -resistant enterococci isolated in Italy from raw meat products, farm animals, and human infections. Int J Food Microbiol. 2004 Dec 1;97(1):17-22. Guardabassi L, Dalsgaard A. Occurrence, structure, and mobility of Tn1546-like elements in environmental isolates of vancomycin-resistant enterococci. Appl Environ Microbiol. 2004 Feb;70(2):984-90.

MRSA e VRSA Staphylococcus aureus resistente à vancomicina (gene van A) Staphylococcus aureus resistente à oxacilina Epidemiologia atual  infecções comunitárias por vezes com evolução fatal em crianças

O Clone USA300 Disseminação nos E.U.A. Disseminação mundial Infecções comunitárias Cutâneas Pneumonias Originalmente descrito em população carcerária Atletas com lesões cutâneas Pneumonia fatal em crianças Toxina de Panton-Valentine suficiente para causar necrose pulmonar

Comentários Finais Poucos antimicrobianos com ação efetiva contra gram-negativos em fase de pesquisa clínica Uso não controlado de antimicrobiano em veterinária e em humanos Há necessidade de medidas de controle efetivas

Obrigado pela atenção !! jorge.sampaio@fleury.com.br