Artigo
Betalactamases de Espectro Ampliado (ESBL):
um Importante Mecanismo de Resistência
Bacteriana e sua Detecção no Laboratório Clínico
Manuel Alves de Sousa Junior1,2, Edvana dos Santos Ferreira1, Gildásio Carvalho da Conceição2,3
1 - Universidade Católica de Salvador - UCSal
2 - Laboratório de Análises Clínicas da Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais de Salvador (APAE - SSA)
3 - Hospital Universitário Professor Edgard Santos - UFBA
Resumo
As betalactamases formam um grande grupo de enzimas que são capazes de hidrolizar o anel betalactâmico de penicilinas, cefalosporinas e monobactâmicos (antibióticos betalactâmicos). Dentre as betalactamases, destacam-se as betalactamases de espectro ampliado (Extended-Spectrum Betalactamase - ESBL). A produção de ESBL é mediada por plasmídeos que
conferem ampla resistência aos antimicrobianos que contém o anel betalactâmico em sua estrutura e agem neste anel betalactâmico rompendo-o e inativando assim, o antibiótico. Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae são as espécies bacterianas
mais comumente encontradas produzindo ESBL, a detecção destas enzimas já foi observada em diversas outras espécies de
Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae. Pacientes com infecções por enterobactérias produtoras de ESBL não devem ser
medicados com antibióticos betalactâmicos, o que acarretaria em falha terapêutica e agravamento do quadro infeccioso. A
detecção presuntiva de ESBL não acarreta custos adicionais ao laboratório, visto que os antimicrobianos necessários para tal
detecção podem compor o conjunto de discos utilizados na rotina laboratorial em antibiogramas. O trabalho do laboratório
de microbiologia é imprescindível na detecção das enterobactérias produtoras de ESBL. A detecção precoce destas bactérias
multirresistentes é de suma importância para se instaurar o tratamento adequado e as medidas de isolamento dos pacientes,
necessárias para se evitar a disseminação destes patógenos em surtos comunitários e nosocomiais.
Palavras-chaves: ESBL, resistência bacteriana, betalactamases
Introdução
variedade de mecanismos de re-
nando-os inativos. Entre estes
sistência aos antibióticos beta-
destacamos a produção de be-
iversos mecanismos emer-
lactâmicos, um dos mecanismos
talactamases de espectro ampli-
gentes de resistência aos
mais importantes é a produção
ado (Extended-Spectrum Beta-
antimicrobianos foram recente-
de betalactamases, que são en-
lactamase = ESBL) principal-
mente descritos e alguns deles
zimas capazes de hidrolizar o
mente em algumas espécies de
são de difícil detecção pelas me-
anel betalactâmico de penicili-
bactérias Gram-negativas (1).
todologias laboratoriais de roti-
nas, cefalosporinas e outros an-
A primeira referência à resis-
na. Embora exista uma grande
timicrobianos relacionados, tor-
tência antibiótica surgiu nos anos
D
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40 com as penicilinas, tendo res-
terceira geração. Desde então,
mase (ácido clavulânico, sul-
surgido com o advento dos no-
têm sido descritas em todo mun-
bactam e tazobactam).
vos antibióticos nos anos 50 e
do numerosas enzimas dos tipos
Um dos principais problemas
60. Atualmente, o mecanismo de
TEM e SHV com este fenótipo de
causados por estas enzimas é de-
resistência causa enormes pro-
resistência (4).
corrente do fato de sua produção
blemas terapêuticos com impli-
Muitas bactérias apresentam
ser induzida durante a terapêuti-
cações de saúde pública (2). As
também pequenas moléculas de
ca antimicrobiana. Dessa manei-
betalactamases são produzidas
DNA circular conhecidas como
ra, quando a amostra bacteriana
por bactérias Gram-positivas e
plasmídeos, que são indepen-
é detectada pelo laboratório de
Gram-negativas. As bactérias
dentes do DNA cromossômico e
microbiologia, ela é aparentemen-
Gram-negativas apresentam um
carregam genes que não são es-
te sensível às cefalosporinas de
número extraordinário de beta-
senciais para a vida. Possuem a
terceira geração e penicilinas de
lactamases, sobretudo cromos-
propriedade de serem transferi-
amplo espectro, porém, durante
sômicas e plasmidiais.
dos de uma bactéria para outra
o tratamento pode ocorrer indu-
Há evidências de que as enzi-
(conjugação) levando caracterís-
ção da produção de grandes quan-
mas que inativam os antibióticos
ticas genéticas até então inexis-
tidades de enzimas e o paciente
betalactâmicos eram produzidas
tentes na célula receptora. Mui-
começar a evoluir mal, ocorrendo
pelas bactérias muito antes da
tas vezes, os plasmídeos carre-
"recidiva" da infecção. Uma nova
introdução e aperfeiçoamento
gam genes que conferem à bac-
amostra da bactéria é isolada e
destes antibióticos no uso clíni-
téria resistência a antibióticos.
esta poderá se mostrar resisten-
co. O uso amplo e, às vezes, in-
Essa é uma característica gené-
te a um antimicrobiano (utilizado
discriminado destes antimicrobi-
tica muito importante para a bac-
para o tratamento) para o qual a
anos certamente auxiliou na dis-
téria, pois permite sua sobrevi-
bactéria era inicialmente sensível,
seminação da resistência, mas
vência mesmo na presença de
podendo até ser interpretado
não se pode responsabilizar a uti-
uma substância nociva (5).
como erro laboratorial quando da
As ESBL hidrolizam as cefa-
avaliação da primeira amostra (6)
losporinas (exceto as cefamici-
Quando produzem estas en-
Em 1983 foram detectados na
nas) e os monobactâmicos, não
zimas, os organismos tornam-se
Alemanha (Frankfurt) os primei-
hidrolizando, entretanto os car-
altamente efetivos pela inativa-
ros isolados clínicos de Klebsie-
bapenêmicos. A ação hidrolíti-
ção de diversos antibióticos be-
lla pneumoniae e Escherichia coli
ca destas enzimas é bloqueada
talactâmicos. Assim, os Clínicos
resistentes às cefalosporinas de
pelos inibidores de betalacta-
devem se familiarizar com o sig-
lização clínica pelo aparecimento
das betalactamases (3).
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de uma bactéria para outra. A
transferência de fragmentos de
DNA cromossômico e de plasmídeos é altamente disseminada
nos procariotos, sendo uma das
causas da notável diversidade
genética observada nas bactérias (3). O problema da resistência se agrava, pois a transferência de plasmídeos ocorre entre
células bacterianas de uma mesma população e entre as bactérias de diferentes gêneros (10).
Muitas vezes carregam genes que
Figura 1 - Microfotografia eletrônica de duas Escherichia coli em processo
de conjugação
conferem à bactéria resistência
aos antibióticos, como por exemplo o gene que codifica alguma
nificado clínico destas enzimas e
de ESBL em laboratórios de micro-
estratégias potenciais para pro-
biologia clínica, evidenciar as pos-
Uma conseqüência dos even-
cedimentos com este crescente
síveis falhas terapêuticas de diver-
tos genéticos ligados à transfe-
problema (7).
sos antimicrobianos em pacientes
rência plasmidial tem sido obser-
É de suma importância avaliar
com infecções por bactérias pro-
vada na rápida propagação de re-
a freqüência de bactérias produ-
dutoras de ESBL e demonstrar que
sistência a antibióticos transmi-
toras de ESBL para que se possa
a sua detecção pode e deve ser
tida por plasmídeos em popula-
estabelecer como rotina no labo-
uma prática rotineira em labora-
ções bacterianas após uso indis-
ratório de microbiologia clínica a
tórios de microbiologia clínica.
criminado dos antibióticos em
inclusão dos antibióticos nos testes de susceptibilidade aos antimi-
ESBL (5) (Figura 1).
ambientes comunitários e hospiGenética Bacteriana
talares (11, 12).
crobianos que auxiliam em tal iden-
As bactérias possuem um úni-
As bactérias podem transferir
tificação como ceftriaxona, cefta-
co cromossomo circular, disperso
material genético de uma para
zidima, cefotaxima, cefpodoxima,
pelo citoplasma, composto de DNA
outra por meio de quatro meca-
aztreonam, tobramicina, ciproflo-
(cadeia dupla) que contém a qua-
nismos: conjugação, transforma-
xacina e os discos que possuem
se totalidade das informações,
ção, transdução e transposição
os inibidores associados como
incluindo as indispensáveis à vida
(13). A conjugação é um proces-
amoxicilina/ácido clavulânico, sul-
da célula (8).
so de transferência de genes que
bactam/ampicilina ou ticarcilina/
Os plasmídeos replicam-se in-
requer o contato célula-célula, di-
ácido clavulânico. Esta seleção
dependentes do cromossomo,
ferindo dos demais processos;
pode ajudar ao Clínico, evitando
carregam genes que não são es-
onde na transformação ocorre
ocorrência de falha terapêutica.
senciais para a vida das bactéri-
captação de DNA solúvel no meio
Os objetivos deste trabalho são
as e podem ser transferidos, de
por células doadoras, na trans-
abordar a importância da detecção
vez em quando por conjugação,
dução ocorre transferência gené-
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tica com auxílio dos bacteriófa-
são bacteriostáticas (inibem a sua
agentes disponíveis para seleci-
gos e na transposição, os genes
multiplicação). Em pacientes com
onar o mais apropriado para o
são transferidos dentro de uma
o sistema imune funcionando em
tratamento (9).
mesma célula por intermédio dos
condições adequadas, ambas as
A ação antimicrobiana é dire-
transposons (DNA). Estes seg-
classes de drogas são efetivas e
cionada contra alvos peculiares
mentos podem "saltar" ou auto-
agem como auxiliares ao sistema
nos microorganismos (estruturas
transferirem-se de uma molécu-
eliminando a infecção. O principal
e/ou vias metabólicas), ausentes
la de DNA (plasmídeo, cromos-
objetivo do uso de um antimicro-
no organismo humano. Este efei-
somo) para outra (plasmídeo,
biano é o de prevenir ou tratar uma
to minimiza o efeito tóxico das
cromossomo, fago) (9,10).
infecção, diminuindo ou eliminan-
drogas antimicrobianas para a
do os organismos patogênicos e se
espécie humana. Pode ser atra-
possível, preservando os germes
vés da inibição da síntese de pa-
da microbiota normal.
rede celular, inibição da membra-
Antimicrobianos
São produtos naturais de fungos e bactérias ou sintéticos pro-
É improvável que um único
na celular, inibição da síntese pro-
duzidos em laboratórios, capazes
agente quimioterápico possa
téica ou através da inibição da sín-
de impedir o crescimento de mi-
apresentar todas as qualidades
tese de ácidos nucléicos (13).
croorganismos ou mesmo destruí-
necessárias para utilização no
Os antibióticos betalactâmicos
los. Algumas drogas antimicrobia-
tratamento eficaz de infecções
constituem uma grande família de
nas são bactericidas (matam mi-
microbianas. Portanto, podem-se
diferentes grupos de compostos
croorganismos), enquanto outras
fazer comparações entre os
contendo um anel betalactâmico
em sua estrutura (12). As penicilinas e cefalosporinas (betalactâmicos) afetam a síntese dos componentes do peptideoglicano inibindo uma etapa particular, em
que ligações cruzadas são formadas entre as cadeias de peptideoglicano, este fato permite uma
falha na sustentabilidade da parede celular (9). Os betalactâmicos agem ligando-se às proteínas
carreadoras de penicilina na parede celular bacteriana. A resistência a estes agentes geralmente envolve processos que interferem na atuação destas proteínas.
Resistência Bacteriana
A resistência a antimicrobianos tem aumentado rapidamen-
Figura 2 - Núcleo central dos antibióticos betalactâmicos
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te nos últimos anos no Brasil e
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no mundo, gerando uma neces-
A inibição ou inativação enzi-
cialmente as penicilinas, outras
sidade crescente do conhecimen-
mática produzida pelos microor-
têm atração pelas cefalosporinas
to do perfil de sensibilidade das
ganismos é provavelmente o prin-
e algumas enzimas inativam am-
bactérias que mais freqüente-
cipal mecanismo molecular de re-
bas as classes de antibióticos. Em
mente causam infecções e do
sistência microbiana. Foi inicial-
alguns patógenos, verifica-se a
modo de disseminação da resis-
mente descrita por Abraham e
produção de diferentes tipos de
tência (15). Muitas bactérias
Chaim, em 1940, que demonstra-
betalactamases, onde diferentes
possuem resistência intrínseca a
ram em extratos de Escherichia
cepas podem produzir diferentes
vários grupos de antibióticos, po-
coli uma enzima capaz de inati-
enzimas, ou uma única cepa pode
rém o problema da resistência
var a ação da penicilina, provo-
produzir mais de um tipo de enzi-
aos antimicrobianos é colocado
cando a sua abertura por hidróli-
ma.
quando as bactérias sofrem mu-
se e transformando o antibiótico
Os betalactâmicos são libera-
tações, originando formas resis-
em produto inativo. Com a intro-
dos em condições naturais pelos
tentes (2).
dução das cefalosporinas na dé-
microorganismos produtores e
Os mecanismos genéticos que
cada de 60, o termo cefalospori-
são os resultados de um proces-
codificam a resistência bacteria-
nase passou a ser empregado
so evolutivo e da pressão seleti-
na se exteriorizam por seis prin-
para designar as enzimas que hi-
va que favorecem os produtores
cipais mecanismos bioquímicos
drolisavam este grupo de antibió-
de antibióticos. O uso amplo e
de ação: inativação enzimática da
ticos betalactâmicos (13).
indiscriminado destes agentes
droga, alteração da permeabilidade bacteriana à droga, altera-
certamente auxiliou na dissemiBetalactamases
nação da resistência, mas não
ção de sistemas de transporte na
As betalactamases constituem
célula, retirada ativa da droga do
um grupo heterogêneo de enzimas
meio intracelular, alteração do re-
capazes de inativar as penicilinas,
A produção destas enzimas por
ceptor à droga e modificação do
cefalosporinas e por vezes os mo-
determinadas bactérias explica a
sistema metabólico ativo para a
nobactâmicos. Estas enzimas são
sua permanência em um foco in-
droga e síntese das vias meta-
freqüentemente produzidas por
feccioso quando o antibiótico uti-
bólicas alternativas (13). Todos
bactérias Gram-positivas e Gram-
lizado é um betalactâmico. Além
estes mecanismos citados podem
negativas, aeróbias e anaeróbias,
disso, pode interferir na sobrevi-
ser reunidos em três grupos: ina-
e lizam o anel betalactâmico por
vência de outros microorganis-
tivação enzimática, alteração do
hidroxilação irreversível da liga-
mos, sensíveis ao antibiótico,
sítio de ação do antibiótico e al-
ção amida, com inativação do an-
quando o germe produtor faz par-
teração do transporte do antibió-
tibiótico. Embora o resultado final
te de uma flora bacteriana mista.
tico através do invólucro bacteri-
de sua ação seja o mesmo, a ati-
Pode ocorrer quando, em uma
ano. Um quarto mecanismo, caso
vidade enzimática é variável de
amigdalite tratada com penicilina,
específico de resistência as sul-
acordo com o tipo de betalacta-
o Streptococcus do grupo A (sen-
fonamidas e trimetropim, se re-
mase produzida e os diversos
sível ao antibiótico) permanece
laciona à capacidade da célula
substratos existentes. Existe uma
ativo mesmo após o tratamento,
bacteriana de evitar a rota me-
variação em especificidade de
devido à produção de betalacta-
tabólica inibida por estes antibi-
substrato entre as betalactama-
mases por bactérias que fazem
óticos (16).
ses: algumas hidroxilam preferen-
parte da microbiota oral como es-
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provocou o aparecimento destas
enzimas. (3).
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tafilococos, moraxelas ou bacté-
betalactamases, a quantidade de
tivas. O grau de resistência irá
rias anaeróbias (13).
enzima produzida, e a eficácia do
depender da quantidade de enzi-
Os inibidores de betalactama-
inibidor contra o tipo específico
ma produzida, da habilidade des-
ses são compostos que se asse-
de betalactamase produzida. En-
sa enzima em hidrolisar o antimi-
melham o suficiente aos antibió-
tre as betalactamases de amplo
crobiano em questão (potência) e
ticos betalactâmicos para unirem-
espectro, algumas são bloquea-
da velocidade com que o betalac-
se às betalactamases, de forma
das por diferentes inibidores e
tâmico penetra pela membrana
reversível ou irreversível, para
outras não são afetadas pela sua
externa da bactéria (permeabili-
proteger os antibióticos da des-
presença (17).
dade da membrana).
truição. Não é surpreendente que
A superprodução de enzimas
estes compostos, que podem re-
ESBL (Extended-Spectrum
induzíveis cromossômicas ou
alizar o mesmo funcionamento dos
BetaLactamase)
plasmidiais pode inativar antibi-
antibióticos betalactâmicos, tam-
As ESBL constituem um grupo
óticos como o imipenem ou as ce-
bém possuam uma atividade an-
de enzimas derivadas das beta-
falosporinas de terceira geração
tibacteriana limitada por si mes-
lactamases clássicas TEM-1, TEM-
que eram resistentes à degrada-
mos. Os três inibidores de beta-
2 e SHV-1 (6). Estas enzimas con-
ção por quantidades normais de
lactamases que têm sido aplica-
ferem resistência às cefalospori-
enzimas. As ESBL inativam mui-
dos na medicina clínica são o áci-
nas de amplo espectro, penicili-
tas das cefalosporinas de tercei-
do clavulânico, o sulbactam e o
nas e monobactans (aztreonam),
ra geração, enquanto que os car-
tazobactam. Possuem efeitos con-
sendo que essas amostras perma-
bapenêmicos são relativamente
tra penicilinas produzidas por Sta-
necem sensíveis às cefamicinas e
resistentes a estas enzimas ver-
phylococcus e têm eficácia variá-
carbapenêmicos. Outra caracterís-
sáteis. As bactérias Gram-nega-
vel contra as enzimas cromossô-
tica fenotípica importante é que
tivas têm estado suficientemen-
micas ou plasmidiais das bactéri-
essas enzimas são sensíveis à
te cheias de recursos como a pro-
as Gram-negativas. O ácido cla-
ação dos inibidores de betalacta-
dução de betalactamases que
vulânico e o tazobactam são su-
mases, como sulbactam, ácido
inativam antibióticos em forma
periores ao sulbactam em ativi-
clavulânico e tazobactam. As en-
específica, como o imipenem, que
dade contra as betalactamases
zimas foram denominadas de
são resistentes à ação da maior
transmitidas por plasmídeos de
ESBL devido ao fato da maioria
parte das outras enzimas (17).
microorganismos Gram-negati-
dessas enzimas serem codificadas
O primeiro relato de cepas
vos, inibindo as ESBL. Algumas
por genes localizados em plasmí-
produtoras de ESBL ocorreu em
enzimas de amplo espectro são
deos, que geralmente carregam
Frankfurt, na Alemanha em
resistentes à atividade dos três
genes de resistência a outros an-
1983, onde enzimas do tipo SHV
compostos (17).
timicrobianos, tais como amino-
foram isoladas de Klebsiella
Vários fatores determinam a
glicosídeos, trimetropim, sulfona-
pneumoniae e Escherichia coli. A
eficácia de combinações de inibi-
midas, tetraciclinas e cloranfeni-
análise destas cepas demonstrou
dores, antibióticos, enzimas e ce-
col. As cepas produtoras de ESBL
posteriormente que a resistên-
pas bacterianas específicas. Es-
são geralmente multirresistentes.
cia devia-se à produção de uma
tes fatores incluem a magnitude
A produção de betalactamases
betalactamase plasmidial trans-
com que os antibióticos ou os ini-
é o principal mecanismo de resis-
ferível, derivada de SHV-1, sen-
bidores induzem a atividade das
tência das bactérias Gram-nega-
do denominada SHV-2. Desde
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então, têm sido descritas em
rência, etc). Além do consumo de
carbapenêmicos, imipenem e me-
todo mundo numerosas enzimas
antibióticos de amplo espectro,
ropenem, são opções terapêuticas
dos tipos TEM e SHV com este
outros fatores de risco são impor-
indicadas para o tratamento de in-
fenótipo de resistência.
tantes para adquirir infecção/co-
fecções por cepas produtoras des-
lonização como a cateterização
sas enzimas. Geralmente estas
arterial e/ou urinária (6).
amostras exibem co-resistência às
Cepas de Klebsiella spp e Escherichia coli são as bactérias
mais comuns produtoras de ESBL,
É importante conhecer o me-
quinolonas e aminoglicosídeos, por-
porém já foram detectadas em
canismo de resistência para que
tanto, o uso destes agentes deve
diversas espécies de Enterobac-
ocorra a determinação fenotípica
ser baseado no antibiograma.
teriaceae e em Pseudomonas ae-
e genotípica do microorganismo,
Mutações na cadeia de amino-
ruginosa. Atualmente existem
para posterior relevância epidemi-
ácidos podem ser responsáveis
mais de 150 ESBL descritas, das
ológica do surto. Além de eviden-
pela falha na detecção dessas en-
quais mais de 90 são do tipo TEM
ciar se é a mesma cepa que está
zimas porque alteram a capaci-
e mais de 25 dos tipos SHV e OXA
causando determinado surto ou se
dade ou a velocidade de hidróli-
(14). As enterobactérias produ-
são cepas diferentes do mesmo
se de oximino-betalactâmicos. As
toras de ESBL têm sido isoladas
microorganismo.
ESBL derivadas da enzima TEM e
com maior freqüência em amostras procedentes de pacientes
com apenas uma substituição na
Detecção de ESBL
cadeia de aminoácidos (TEM-7 ou
hospitalizados, porém também
A detecção destas enzimas em
TEM-12) apresentam baixo poder
podem ser encontradas em
isolados de E. coli e Klebsiella pne-
de hidrólise deste grupo de anti-
amostras de origem comunitária.
moniae é problemática devido à
bióticos, podendo não ser detec-
Estes isolamentos podem apare-
variabilidade fenotípica dos tipos
tadas em testes laboratoriais.
cer de forma esporádica, sem
enzimáticos, pois as expressões
Outras, como aquelas derivadas
relação epidemiológica ou dar lu-
guardam estreita correlação com os
das enzimas TEM-3, TEM-26,
gar a surtos nosocomiais.
mecanismos de ação dos antibióti-
SHV-2 e SHV-4, exibem alto po-
O tubo digestivo atua como
cos. Alguns métodos têm sido pro-
der de hidrólise de betalactâmi-
reservatório potencial destes
postos, baseados no fato da pro-
cos. Por esta razão o betalactâ-
microorganismos multirresis-
dução de ESBL ser afetada pelos
mico que será hidrolisado de
tentes. Além disso, é o habitat
inibidores de betalactamases, como
maneira mais eficaz varia muito
adequado para que a resistên-
o método da fita E-teste (fita du-
dependendo da enzima (6).
cia se transmita a outras espé-
pla), o método da dupla difusão em
Segundo o NCCLS, para as ce-
cies bacterianas (4).
ágar ou método de aproximação de
pas com testes positivos para
O aparecimento de surtos no-
disco, o método da adição de ácido
ESBL no laboratório de microbio-
socomiais devido a estes micro-
clavulânico ao disco de ceftazidima
logia clínica, devem ser reporta-
organismos depende tanto das
e o método automatizado.
das no laudo como resistentes
condições ambientais (elevado
Apesar da aparente sensibilida-
aos antibióticos betalactâmicos e
consumo de cefalosporinas de ter-
de in vitro a vários antimicrobia-
às combinações de betalactama-
ceira geração, manipulação dos
nos, pacientes com infecções por
ses com inibidores de betalacta-
pacientes, etc.) como das carac-
cepas produtoras de ESBL podem
mases (mesmo que sensíveis in
terísticas especiais do microorga-
não responder à terapia com beta-
vitro). Além disso, deve ser
nismo (fatores de virulência, ade-
lactâmicos e monobactâmicos. Os
acrescentada uma observação re-
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latando que os testes laboratori-
tectar cepas produtoras destas
mecanismo de resistência (18).
ais sugerem a produção de ESBL,
enzimas possuem limitações devi-
Discos de tobramicina e ciproflo-
para que se tomem as medidas
do à possibilidade das já mencio-
xacina devem ser incluídos nos
epidemiológicas adequadas e evi-
nadas mutações. Interpretações
testes de detecção, pois geralmen-
tar que estas drogas sejam utili-
adequadas dos testes de suscep-
te as amostras bacterianas produ-
zadas no tratamento (Tabela 1).
tibilidade antimicrobiana são im-
toras de ESBL também são resis-
Os testes disponíveis para de-
prescindíveis na detecção deste
tentes a estes antibióticos (4).
Tabela I - Teste para a detecção de ESBL em Klebsiella pneumoniae, K. oxytoca e Escherichia coli segundo o NCCLS
Método
Teste de Triagem
Teste Confirmatório
Meio de Cultura
ágar Mueller Hinton
ágar Mueller Hinton
Concentração do disco
de Antibiótico
Cefpodoxima 10µg ou
Ceftazidima 30µg ou
Aztreonam 30µg ou
Cefotaxima 30µg ou
Ceftriaxona 30µg
Ceftazidima 30µg
Ceftazidima/ác. clavulânico 30/10µg
E cefotaxima 30µg cefotaxima/ác.
clavulânico 30/10µg
O teste confirmatório deverá ser
O uso de mais de um agente
antimicrobiano para a triagem
aumenta a sensibilidade de detecção
feito com ambos antibióticos,
sozinho e combinado com ác.
clavulânico
Inóculo econdições
deincubação
Resultados
Recomendações do
Controle de Qualidade
De acordo com as recomendações da padronização do teste de difusão
Cefpodoxima ≤ 22mm
Ceftazidima ≤ 22mm
Um aumento de ≥ 5mm no diâmetro
para qualquer agente antimicrobiano
Aztreonam ≤ 27mm
Cefotaxima ≤ 27mm
Ceftriaxona ≤ 25mm
= suspeita de produção de ESBL
testado em combinação com o ácido
clavulânico comparado com o
agente sozinho = produção de ESBL
E.coli ATCC 25922
E. coli = um aumento de ≤ 2mm no
halo do antibiótico testado sozinho
comparado com a zona de inibição
quando combinado com ácido
clavulânico
K. pneumoniae ATCC 700603
Cefpodoxima 9-16mm
Ceftazidima 10-18mm
Aztreonam 9-17mm
Cefotaxima 17-25mm
Ceftriaxona 16-24mm
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K. pneumoniae
Aumento de ≥ 5mm no halo da
ceftazidima
Aumento de ≥ 3mm no halo da
cefotaxima
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Figura 4
Figura 3
técnica é de fácil realização; en-
dutoras de ESBL pode ser feita
tretanto, pode gerar resultados
mediante a sinergia de duplo dis-
O método E-teste utiliza uma
confusos se usada isoladamente,
co. Realiza-se a difusão em ágar
fita plástica que contém concen-
pois neste caso será testada so-
utilizando uma placa de ágar Mue-
trações crescentes do agente em
mente uma droga (Figura 4).
ller Hinton inoculada com uma sus-
Método E-Teste
estudo numa placa de Mueller Hin-
pensão bacteriana ajustada com o
ton semeada com o inóculo bacte-
Método da dupla difusão ou mé-
padrão 0,5 da escala de MacFar-
riano padronizado com a escala 0,5
todo da aproximação de disco
land; logo após colocam-se os dis-
de MacFarland. Neste caso, em um
A identificação de amostras pro-
cos com carga padronizada de
dos lados da fita existe ceftazidima, e do outro ceftazidima associada a uma concentração fixa de
2µg/mL de ácido clavulânico. A
bactéria será considerada produtora de ESBL quando a leitura apresentar uma diminuição de pelo menos duas diluições logarítmicas
(quando a razão entre os dois breakpoints for igual ou maior que 8)
da ceftazidima/ácido clavulânico
em relação ao MIC (Concentração
Inibitória Mínima) da ceftazidima.
O método se baseia no aumento
da sensibilidade em presença do
ácido clavulânico, como recomenda o NCCLS para testes confirmatórios de presença de ESBL. Esta
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Figura 5 - Presença de " ghost-zone "
165
aztreonam e cefalosporinas de ter-
composto em comparação com o
cefotaxima e ceftriaxona. A hiper-
ceira geração como cefotaxima,
halo do disco sem ácido clavulânico,
produção desta enzima confere
ceftazidima, ceftriaxona; dispostos
indica bactéria produtora de ESBL.
resistência a estas drogas, perma-
a uma distância de 20mm de discos de amoxicilina / ác. clavulâni-
necendo a bactéria sensível à cefMétodo automatizado
tazidima e ao aztreonam (6)
co. É considerada sinergia positiva
Alguns painéis de microdiluição
• A hiperprodução de betalac-
(e, portanto, detecta-se a produ-
estão disponíveis, comercializados
tamase K-1 por K. oxytoca pro-
ção de ESBL), quando se observa
principalmente para os sistemas
duz ampliação do halo com a ce-
uma ampliação do halo de inibição
MicroScan (Dade Behring) e Vi-
furoxima, ceftriaxona, aztreonam
em alguma das cefalosporinas ou
tek (bioMériux). A análise feno-
e cefotaxima, mas nunca com a
do aztreonam ou o aparecimento
típica da bactéria por este método
ceftazidima. A hiperprodução de
de uma terceira zona irregular de
proporciona uma padronização e
betalactamases confere resistên-
inibição (conhecida como ghost-
rapidez, o que garante boa con-
cia a estas drogas, mas não à cef-
zone) entre o disco composto e o
sistência nos resultados em detri-
tazidima. Portanto, para diferen-
disco de uma das drogas betalac-
mento aos testes em discos, com
ciar uma cepa de K. oxytoca hi-
tâmicas. Esta técnica é de fácil re-
resultados após 18-24 horas. To-
perprodutora de K-1 de uma pro-
alização e acessível a qualquer la-
davia, o método automatizado tem
dutora de ESBL deve-se realizar
boratório de microbiologia clínica.
algumas desvantagens quando
sempre o método de determina-
Este método é o mais utilizado na
comparado com difusão em ágar,
ção do MIC da ceftazidima, obser-
rotina laboratorial pelo baixo cus-
porque certas bactérias não cres-
vando se este valor se reduz na
to, fácil acesso à metodologia e pelo
cem ou o fazem pobremente após
presença de ácido clavulânico (6)
tempo de obtenção dos resultados.
4-5 horas de incubação (Proteus
• A hiperprodução de SHV-1 por
Para cepas isoladas que demons-
sp, Morganella sp, Providencia sp,
K. pneumoniae, causada pela pre-
tram zonas de inibição grandes, o
Yersinia sp e outras). Outro ponto
sença de múltiplas cópias do plas-
disco deve ser colocado a 30mm
seria a dificuldade em detectar o
mídeo que as codifica, também
de distância e para cepas isoladas
baixo nível de expressão deste
pode ocasionar um fenótipo com-
com zona de inibição menores, uma
mecanismo de resistência. Alguns
pátivel com a produção de ESBL.
distância menor deve ser utilizada
complexos fenotípicos resultantes
Nestes casos, há uma aumento dos
(20mm). A determinação desta dis-
de combinações destes mecanis-
MICs da ceftazidima (4-8µg/mL) e
tância constitui a maior dificuldade
mos são pobremente diferenciados
do aztreonam (1-2µg/mL), afetan-
do método (Figuras 3 e 5).
pelo método automatizado (18).
do escassamente os MICs da ce-
Método da adição do ácido cla-
Desvantagens na realização
vulânico ao disco de ceftazidima
destas técnicas
fotaxima e ceftriaxona (6)
• A produção de L-2 por Stenotrophomonas maltophila resulta
Este método baseia-se na com-
• A hiperprodução de betalac-
em sinergia positiva com aztreo-
paração do tamanho do halo forma-
tamase cromossômica por Proteus
nam devido à ação hidrolítica des-
do em torno dos discos de ceftazidi-
vulgaris, Proteus penneri ou Citro-
ta enzima sobre o aztreonam, sen-
ma (30µg) com o halo do disco de
bacter koseri (que é uma cefuro-
do inibida pelo ácido clavulânico.
ácido clavulânico/ceftazidima (10µg/
ximase inibida pelo ácido clavulâ-
Portanto, não devemos confundir
30µg). Um aumento maior ou igual
nico), pode resultar em uma am-
este tipo de resistência com a pro-
a 5mm no halo de inibição do disco
pliação do halo com a cefuroxima,
vável produção de ESBL (6)
166
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Prevenção e tratamento
bapenêmicos são os antibióticos
queno, o que aumenta a porcen-
As medidas básicas de preven-
mais efetivos, estas drogas são
tagem final, como Pagani et al que
ção do aparecimento da resistên-
muito resistentes à hidrólise por
utilizaram apenas 70 cepas encon-
cia bacteriana e disseminação de
este tipo de enzima. O uso de
trando 48% de Proteus mirabilis
cepas resistentes consistem na
antibióticos carbapenêmicos de-
como produtoras de ESBL e Otkum
adoção de medidas higiênicas, de
veria ser moderado, pois tem sido
et al, que encontraram 30% de
desinfecção, no reforço das técni-
descrito um aumento da resistên-
cepas de Salmonella typhimurium
cas assépticas e no isolamento dos
cia a estas drogas.
produtoras de ESBL de um total de
doentes afetados (2).
A duração da permanência no
75 cepas isoladas.
Para o controle de surtos oca-
hospital (Enfermaria ou Unidade
O teste de aproximação de dis-
sionados por cepas produtoras de
de Tratamento Intensivo - UTI) é
cos é o mais utilizado para realizar
ESBL têm sido aplicadas medidas
um fator primordial, porque,
a detecção de ESBL, pois não acar-
como a restrição do consumo de
quanto maior a estadia, mais gra-
reta custos adicionais ao laborató-
cefalosporinas de terceira gera-
ve a doença, mais intensos os pro-
rio visto que os antimicrobianos
ção, isolamento dos pacientes co-
cedimentos invasivos e a adminis-
envolvidos neste método podem ser
lonizados e/ou infectados e edu-
tração de antibióticos.
incluídos no antibiograma rotineiro
cação das pessoas que trabalham
É essencial que o laboratório
para microorganismos Gram-nega-
diretamente com os pacientes
de microbiologia clínica esteja
tivos. Assim, a detecção por este
quanto ao cuidado com a mani-
preparado para a detecção des-
método pode e deve ser realizada
pulação destes e a correta lava-
tes mecanismos de resistência
em qualquer laboratório de micro-
gem das mãos (6). O problema
que têm surgido principalmente
biologia clínica mesmo não sendo
do tratamento das infecções cau-
em surtos nosocomiais.
em ambiente hospitalar, porém al-
sadas por cepas de bactérias que
produzem ESBL é universal e ocor-
guns aspectos devem ser enfatiza-
Discussão
re principalmente em hospitais
dos apesar da facilidade de realização na rotina laboratorial. A de-
que utilizam de maneira indiscri-
Vários trabalhos de prevalência
terminação da distância entre os
minada as cefalosporinas de am-
de ESBL relatam porcentagens de
discos deve ser feita de maneira a
plo espectro de ação.
microorganismos produtores de
permitir a visualização do aumento
O tratamento de pacientes com
ESBL para todas as Enterobacteri-
ou distorção dos halos. Se a amos-
infecções causadas por cepas que
aceae e algumas Pseudomonada-
tra formar halos grandes, a distân-
produzem ESBL fica limitado a
ceae em diversas partes do mun-
cia deve ser aumentada, entretan-
poucos agentes de amplo espec-
do. As bactérias isoladas com mai-
to se os halos forem menores deve-
tro de ação, os quais poderão tam-
or freqüência na produção de ESBL
se diminuir a distância dos discos
bém falhar diante de microorga-
são cepas do gênero Klebsiella se-
para visualizar o efeito da ghost-
nismos que produzem múltiplas
guidas por isolados de Escherichia
zone, essa variação da distância
betalactamases, que associadas
coli. Alguns autores apresentam
dificulta a realização do teste, pois
produzem múltipla resistência.
porcentagens maiores de outras
deve ser adequada para cada
Somente alguns antibióticos
enterobactérias do que em Klebsi-
amostra. O NCCLS recomenda a
betalactâmicos conservam sua
ella spp, porém devem ser casos
distância de 20mm centro-centro.
atividade frente às enterobacté-
isolados de surtos ou trabalhos em
A interpretação é altamente subje-
rias produtoras de ESBL. Os car-
que o número de amostras foi pe-
tiva, uma vez que o aparecimento
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de uma terceira zona de inibição
o controle na utilização dos mes-
tâmico), certamente ocorrerá uma
não pode ser quantificada.
mos pode limitar o aparecimento
diminuição da competitividade com
O método de E-teste e a análise
de cepas multirresistentes. Barbo-
a flora normal a depender do sítio
automatizada requerem custos adi-
sa et al em 1998, concordam com
anatômico da infecção.
cionais ao laboratório, sendo então
esta afirmação dizendo que somen-
Como a produção de ESBL pode
realizados somente por laboratóri-
te a utilização indiscriminada dos
ocorrer espontaneamente, há a pos-
os de grande porte e centros de
antibióticos não pode ser respon-
sibilidade dessa produção se eviden-
referência. O método de adição de
sabilizada pelas resistências emer-
ciar no decorrer do tratamento. En-
ácido clavulânico ao disco de cefta-
gentes. Porém, Silva & Salvino em
tão, o paciente que estaria respon-
zidima pode ser realizado em qual-
2000, dizem que um longo período
dendo positivamente à uma infec-
quer laboratório de microbiologia,
de hospitalização e o uso abusivo
ção por uma bactéria não produtora
porém acarreta custos adicionais,
de cefalosporinas de terceira gera-
de ESBL, passa a demonstrar um
visto que este disco combinado não
ção são fatores de risco primordi-
agravamento do quadro infeccioso
está disponível pelo mercado para
ais para a disseminação de surtos
e ocorre recidiva da infecção. Uma
a terapêutica e não é usualmente
por bactérias produtoras de ESBL;
nova amostra do material clínico
utilizado pelos Clínicos.
o que demonstra a divergência de
pode detectar a presença da produ-
Palasubramaniam & Parasakthi
autores a respeito do uso indiscri-
ção de ESBL, o que pode ser inter-
em 2001 na Malásia compararam
minado de antibióticos como res-
pretado como erro laboratorial.
os três métodos de identificação
ponsável pela múltipla resistência.
As drogas que a totalidade
presuntiva de ESBL (excluindo o
O papel do laboratório de mi-
dos autores recomendam para o
método automatizado) e concluí-
crobiologia clínica é de extrema
tratamento das infecções por
ram que o método E-teste com fita
importância para o diagnóstico,
bactérias produtoras de ESBL são
dupla combinada mostrou-se mais
visto que é a partir da análise do
os carbapenêmicos (imipenem e
efetivo em todas as amostras de
antibiograma que o Clínico deve
meropenem), por estas drogas
Klebsiella pneumoniae resistentes
prescrever o antimicrobiano ao
não sofrerem hidrólise pela
à ceftazidima analisadas.
paciente. Se o Clínico prescrever
ESBL. No entanto, Kocazeybec &
Bedenic & Boras em 2001 na
um antibiótico betalactâmico para
Arabaci em 2002 encontraram
Croácia concluíram em seu tra-
o paciente portador de uma infec-
89,7% e 95,1% de sensibilidade
balho sobre os métodos de de-
ção por bactéria produtora de ESBL
in vitro para imipenem e mero-
tecção de ESBL que o método
poderá acarretar em falha terapêu-
penem, respectivamente, em
de dupla-difusão necessita de
tica, seja por erro do laboratório
185 cepas isoladas de enterobac-
uma padronização mais rigoro-
que pode não ter detectado a pro-
térias. Para as espécies de Kleb-
sa do inóculo com a escala de
dução da enzima ou por equívoco
siella a sensibilidade foi de
MacFarland do que os outros
do Clínico ao indicar uma droga
98,4% para imipenem e 100%
métodos manuais, o que de-
dotada de anel betalactâmico. As-
para meropenem. Já em Pseu-
monstra a importância do inó-
sim, o paciente não vai responder
domonas aeruginosa a resistên-
culo para o antibiograma.
positivamente ao tratamento e
cia foi de 21,6% para imipenem
Segundo Blatt em 2000, o sur-
pode ocorrer agravamento da in-
e 10,8% para meropenem, o que
gimento de resistência bacteriana
fecção, pois com a diminuição da
demonstra uma maior resistên-
aos antimicrobianos é inevitável,
flora bacteriana normal (que pode
cia para as cepas de Pseudomo-
pela conservação das espécies, mas
se demonstrar sensível ao betalac-
nas aeruginosa. Esta resistência
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171
vem ocorrendo devido à produ-
cos carbapenêmicos para preve-
ção de carbapenamases simul-
nir a aparição de novos microor-
taneamente à produção de ESBL.
ganismos multirresistentes.
Assim, as drogas de escolha para
Como observado nas estatísti-
o tratamento de bactérias pro-
cas, bactérias produtoras de ESBL
dutoras de ESBL passam a ficar
vêm sendo isoladas de surtos no-
vulneráveis e a demonstrar uma
socomiais no mundo inteiro. Sur-
resistência até então desconhe-
tos comunitários também têm
cida aos carbapenêmicos. Estes
ocorrido e mesmo sendo com uma
dados alertam para a necessida-
freqüência menor possuem impor-
de do uso racional dos antibióti-
tância epidemiológica.
Correspondência para:
Manuel Alves de Sousa Junior
Associação de Pais e Amigos dos
Excepcionais de Salvador - APAE SSA
Centro Médico e Laboratorial.
Laboratório de Análises Clínicas
Setor de Microbiologia
Rua Rio Grande do Sul, 545
CEP: 41830-161. Salvador. BA
E-mail: [email protected]
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