Enterobactérias: Mecanismos de Resistência e Aspectos para a Terapia Alberto Chebabo CCIH - Hospital Universitário Clementino Fraga Filho/UFRJ Laboratório Lâmina/Diagnósticos da América Rio de Janeiro
Mecanismos de Ação dos Antimicrobianos Interferir na síntese da parede celular Penicilinas e Vancomicina Inibição da síntese de proteínas Macrolídeos, Cloranfenicol e Aminoglicosídeos Interferência na síntese de DNA Quinolonas e Rifampicina Inibição do metabolismo Sulfas
Antibióticos matam bactérias suscetíveis; as resistentes sobrevivem... Teoria Darwiniana da sobrevivência do mais adaptado Nível de uso afeta a prevalência da resistência
Mutação e Resistência Mutação em qualquer gen ocorre em 1 celula/10 7 Mutação que codifica resistência é selecionada Da noite para o dia uma célula se multiplica para 10 9 células Seleção na terapia pode levar à falha no tratamento Mutante surge Células sensíveis mortas pelo antibiótico Clone mutante sobrevive
Mecanismos de Resistência Produção de enzimas Betalactamases Impermeabilidade da parede celular Alteração de porinas Alteração do sítio de ação do ATB Alteração de PBP Bomba de efluxo Caminhos metabólicos alternativos
Mecanismos de Transferência de Resistência Plasmídeos transferem genes de resistência entre as células + Transposons transferem genes entre plasmídeos + Integrons inserem genes adquiridos
Penicilinase Plasmidial H.influenzae, N. gonorrhoeae, enterobacterias,pseudomonas Inib. βlac Carbapenases Metalobectalactamases Carbapenens Betalactamase Plasmidial K. pneumoniae, E.coli, Salmonella β-lactamases Resistentes K.pneumoniae, E.coli T Pen G Penicilinase S. aureus 1944 Ampicilina Betalactamase Induzível Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Pseudomonas Cef 3 a G Betalactamase Hiperprodutora Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Pseudomonas β-lactamase de Espectro Estendido Enterobacterias: K.pneumoniae, E.coli Enterococos 1955 1965 1980 1990 1995
Classificação de Ambler das Betalactamases Classe A Cromossômica K. oxytoca Proteus vulgaris Citrobacter diversus Plasmidiais TEM SHV CTX-M Classe B Cromossômica S. maltophilia Plasmidiais IMP, VIM Classe C Cromossômica Enterobacter Amp C Citrobacter freundii Amp C Serratia Amp C Morganella Morganii Amp C P. aeruginosa Amp C. Providencia Amp C. Plamidiais Amp C Classe D Plasmidiais Família OXA
Betalactamases de Amplo Espectro - ESBL Betalactamases TEM e SHV: Derivadas de TEM-1 (Temoniera - Grécia) descrita na década de 60 em E. coli SHV-1 (Variável sulfidril) Hidrolisa a Ampicilina ESBL (Betalactamase de Amplo Espectro) SHV-2 descrita na Alemanha em 1983 e TEM-3 em 1989
Betalactamases TEM e SHV
Substituição de Aminoácidos em TEM-ESBL Bradford PA. Clin Microbiol Rev 2001;14:933-51
Substituição de Aminoácidos em SHV-ESBL Bradford PA. Clin Microbiol Rev 2001;14:933-51
Betalactamases de Amplo Espectro - ESBL Classe A de Ambler Descrição de 100 tipos de TEM e 30 de SHV Transmissão plasmidial Capazes de hidrolisar cefalosporinas
Betalactamases de Amplo Espectro - ESBL Inibidas pelo Ácido Clavulânico Sensíveis às Cefamicinas (Cefoxitina) Resistência descrita pela perda de proteína de porina da membrana externa Mais comuns em E. coli e K. pneumoniae Também descritas em várias outras Enterobactérias (Enterobacter, Proteus, Salmonela, etc.)
Betalactamases de Amplo Espectro - ESBL Betalactamase CTX-M Originada de enzima AmpC de Kluyvera ascorbata, descrita em 1986 no Japão. Hidrolisa preferencialmente Cefotaxime Inibida preferencialmente por Tazobactan Encontrada em E. coli, Salmonella enterica, C. freundii, P. mirabilis, E. cloacae e E. aerogenes Bonnet R. Antimicrob Agents Chemother 2004; 48(1):1-14
Teste de dupla difusão Detecção de ESBL Padronizado pelo NCCLS apenas para E. coli e K. pneumoniae e pelo Comitê Francês para todas Enterobactérias Mascarado pela presença de AmpC Dificuldade de interpretação com cepas não E. coli e K. pneumoniae Vitek Especificidade de 99%, com boa sensibilidade E test Dificuldade quando MIC de Ceftazidime é baixo Bradford PA. Clin Microbiol Rev 2001;14:933-51
ESBL - Teste Confirmatório rio
Detecção de ESBL por E Test
Cefepime Cefoxitina ESBL Liberação do TSA K. pneumoniae MIC (μg/ml) S R S Estudos clínicos mostram resistência in vivo à Cefoxitina Cefotaxime S R Ceftazidime R Aztreonam S R Ciprofloxacin S ou R Imipenem S Ertapenem S Pip/tazobactan S ou R
Betalactamases de Amplo Espectro Indução pelo uso indiscriminado de Cefalosporinas de 2ª e 3ª gerações Maior concentração de Ceftriaxone nas fezes em comparação com Cefotaxime Aumento de ESBL
Antibiótico X ESBL Realizado entre Jan e Dez/94 Uso de Cef. 3ª geração até 14 dias antes de bacteremia: K. pneumoniae ESBL: 31% K. pneumoniae não ESBL: 3% Paterson DL et al. 37th ICAAC, 1997
Antibiótico X ESBL Realizado entre Out/88 e Abril/90 127 pacientes com KP ESBL 91 (72%) receberam > 7 dias de ATB 52 (41%) receberam Ceftazidime Meyer KS, cols. Ann Intern Med, 1993;119
Antibiótico X ESBL Redução de 80,1% do uso de Cefalosporina 44% de colonização e infecção por KP ESBL no hospital (p<0.01) 70,9% nos CTIs (p<0.001) 87,5% no CTI cirúrgico (p<0.001) do uso de Imipenem associado a incidência de P. aeruginosa resistente a Imipenem Rahall JJ, et al. JAMA, 1998; 280
Política de Antibioticoterapia Empírica na Prevenção de Emergência de Resistência Desenho do estudo Penicilina + Tobramicina vs Amox-Cefotaxima Terapia empírica de sepse 48 hv Ensaio prospectivo cross-over 2 UTIs neonatais semelhantes Rastreamento bacteriano À admissão Semanalmente até a alta De Man P et al. Lancet 2000;355:973-8
Prevenção de Emergência de Resistência NICU A NICU B De Man P et al. Lancet 2000;355:973-8
Betalactamases Resistentes aos Inibidores de Betalactamase - IRT Derivadas de TEM e SHV Descobertas no início da década de 90 Resistentes ao Ácido Clavulânico e ao Sulbactan Sensibilidade variável ao Tazobactan 19 variedades de TEM descritas como IRT Descritas em E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis e C. freundii
Enzimas TEM Resistentes aos Inibidores de Betalactamase (IRT)
IRT Liberação do TSA E. coli Cefepime Cefoxitina Cefotaxime Ceftazidime Aztreonam Ciprofloxacin Imipenem Tic/Clavulanato Pip/tazobactan MIC (μg/ml) S S S S S S ou R S R R
Betalactamases AmpC Classe C de Ambler Cromossomiais Descrição em 1995 por Bush et al. e Livermore et al. de AmpC plasmidial Baixa atividade Induzíveis Grupo CESP Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Providencia
Betalactamases AmpC Não inibidas pelos inibidores de betalactamase Sensível às cefalosporinas de 4ª geração (Cefepime) Resistência à cefoxitina marcador de AmpC
Betalactamases AmpC Plasmidiais Derivadas de AmpC de Citrobacter freundii Descritas em E. coli, K. pneumoniae, P. mirabilis, Enterobacter aerogenes e Salmonella sp. Enzimas CMY, sendo CMY-2 a mais comum Transferência documentada de Salmonella para E. coli Bauernfeind A et al. Antimicrob. Agents Chemother. 1998,40(8):1926-30 Decré D et al.. JAC 2002;50:681-88 Winoku r PL et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2001;45(10):2716-22
Enterobacter cloacae Cefepime Cefoxitina Cefotaxime Ceftazidime Imipenem Ertapenem Pip/tazobactan Ciprofloxacin Aztreonam Grupo CESP - TSA 1ª cultura MIC (μg/ml) S R S S S S S S ou R S Após 3 dias MIC (μg/ml) S R R R S S Não utilizar Cefalosporinas de 3ª geração quando Cefoxitina = R em pacientes graves R S ou R R
Betalactamases AmpC + ESBL Dificuldade no diagnóstico de ESBL pelos testes confirmatórios Inibição do Clavulanato pela enzima AmpC Pode haver falso S para Cefepime Teste do duplo disco modificado por Pitout Substituição de Ceftriaxone por Cefepime e acrescentado Pip/Tazobactan Redução dos breakpoints para Cefalosporinas Pitout JDD et al. J Clin Microl 2003; 41:3933-35
Cefepima e Produtores de ESBL Isolados de Enterobacter spp produtores de ESBL e β-lactamases AmpC apresentam MIC de Cefepime significantemente mais elevados MIC para Cefepime podem ser de 4 8 mg/l Risco potencial se usado? Não há método pelo NCCLS para detecção de ESBL em Enterobacter spp Gottlieb & Wolfson. J Antimicrob Chemother 2000;46:330 331
Carbapenêmicos e Enterobactérias Drogas de escolha para tratamento de Enterobactérias multirresistentes Meropenem e Imipenem Excelente atividade contra espécies ESBL e AmpC Ertapenem Estável para tratamento de Enterobactérias ESBL Dose única diária possibilidade de tratamento sequencial após alta hospitalar Menor Custo
Ertapenem x Enterobactérias Multirresistentes Ertapenem é mais ativo que Imipenem para cepas não produtoras de ESBL e AmpC Sensibilidade mantida a Ertapenem e Imipenem em cepas produtoras de ESBL e AmpC K. pneumoniae ESBL x Ertapenem: 4 x MIC Mantém boa sensibilidade (MIC: 0,06) Livermore DM et al. Antimicrob Agents Chemother. 2001;45(10):2831-37
Ertapenem x Enterobactérias Multirresistentes Enterobactérias AmpC: Maior MIC encontrado foi 0,5µg/ml para Enterobacter cloacae e 0,25 µg/ml para Citrobacter freundii Ertapenem é um pouco menos estável que Imipenem para ESBL e AmpC Livermore DM et al. Antimicrob Agents Chemother. 2001;45(10):2831-37
Enterobactérias Resistentes à Carbapenêmicos Produção de metalo betalactamases Classe B de Ambler Descritas em 1991em P. aeruginosa IMP e VIM: transmissão plasmidial Descritas em K. pneumoniae, serratia marcecens, Enterobacter cloacae, E. coli, C. freundii
Enterobactérias Resistentes à Carbapenêmicos Produção de carbapenases Betalactamase Classe A Enzimas KPC, SME, NMC e IMI Alteração de porinas Associação com produção de betalactamases Descritas em Enterobacter spp., Serratia marcescens, Citrobacter freundii e Providencia rettgeri
Resistência Isolada ao Ertapenem K. pneumoniae em bacteremia: 5 cepas de resistentes a Ertapenem (MIC > 16 µg/ml) e 3 cepas com sensibilidade intermediária (MIC = 4 µg/ml) 7 pacientes da Argentina e 1 da África do Sul Sem uso de Carbapenêmicos nos 14 dias prévios Uso de Imipenem/Meropenem com cura em 7 pacientes e de Ciprofloxacin com cura em 1 paciente Paterson DL et al. 42nd ICAAC, 2002, San Diego
Resistência Isolada ao Ertapenem E. coli resistente a Ertapenem (MIC = 16 µg/ml) e sensível à imipenem e Meropenem em Ohio Presença de 4 Betalactamases TEM-1, AmpC Cromossômica, SHV e CMY-2 CMY-2 com grande afinidade ao Ertapenem, mas não a Imipenem e Meropenem Resistência ao Ertapenem devido à quantidade de betalactamase encontrada e à afinidade aumentada da enzima CMY-2 ao Ertapenem Odeh R et al. CID 2002; 35:140-5 Quinn JP et al. 43nd ICAAC, 2003, Chicago
Resistência Isolada ao Ertapenem HUCFF/UFRJ: Enterobacter cloacae e Enterobacter aerogenes resistentes à Ertapenem e sensíveis à Imipenem (dados não publicados) Enterobacter cloacae: 16 resistentes (MIC > 16 µg/ml) e 4 com sensibilidade intermediária (MIC = 4 µg/ml) Enterobacter aerogenes: 3 resistentes (MIC > 16 µg/ml) e 2 com sensibilidade intermediária (MIC = 4 µg/ml)
Probabilidade de obtenção da meta (%) Probabilidade de Obtenção da Meta Acima de Diversos % T>CIM: Exposição para E. coli e K. pneumoniae 100 90 80 70 60 50 40 30 E. coli (América do Norte) 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % T>CIM Meropenem 1000 mg 8/8h Imipenem 500 mg 6/6h Ceftazidima 1000 mg 8/8h Cefepima1000 mg 12/12h Piperacilina/tazobactam 3.375 g 6/6h K. pneumoniae (América do Norte) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % T>CIM
OPTAMA: América do Sul Probabilidade de obtenção de meta (%) Regime EC KP AB PSA Meropenem 1 g 8/8h 98 99 73 60 Imipenem 500 mg 6/6h 98 100 74 61 Ceftazidima 1 g 8/8h 92 78 27 55 Ceftazidima 2 g 8/8h 35 62 Cefepima 1 g 12/12h 94 76 Cefepima 2 g 12/12h 43 65 Pip/taz 4.5 g 8/8h 66 60 24 26 Ciprofloxacina 400 mg 12/12h 48 64 14 33 Ciprofloxacina 400 mg 8/8h 24 37 EC = E. coli (n=98); KP = K. pneumoniae (n=92); AB = A. baumannii (n=128); PSA = P. aeruginosa (n=233); (n=444) (blood 36.5%, RT 27,9%UT 17,8%, intra abdominal 8%, skin/soft tissue 8,6%) Kiffer CRV et al. Diag Microbiol Infect Dis 2004;49:109-116
Conclusões Aumento dos mecanismos de resistência das Enterobactérias, com descrições de novas enzimas e com localizações não usuais Dificuldade na detecção das betalactamases com testes de automatizados e disco difusão Restringir uso de Cefalosporinas de 3ª geração Não extrapolar sensibilidade de Ertapenem pela sensibilidade a Imipenem/Meropenem
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