Epidemiologie vonCarbapenemase-bildenden Enterobacteriaceae undkonventionelle Methoden zu ihrer Detektion

Dr. Martin KaaseNRZ für gramnegative KrankenhauserregerRuhr-Universität Bochummartin.kaase@rub.de

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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