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
„
„
Inibição da síntese de proteínas
„
„
Macrolídeos, Cloranfenicol e Aminoglicosídeos
Interferência na síntese de DNA
„
„
Penicilinas e Vancomicina
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/107
„
Mutação que codifica
resistência é selecionada
„
Da noite para o dia uma
célula se multiplica para
109 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
„
„
Impermeabilidade da
parede celular
„
„
„
Alteração de porinas
Alteração do sítio de
ação do ATB
„
„
Betalactamases
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
+
+
Carbapenases
Metalobectalactamases
Carbapenens
Betalactamase Plasmidial
Inib. βlac
Penicilinase Plasmidial
H.influenzae, N. gonorrhoeae,
enterobacterias,Pseudomonas
Cef 3a G
Ampicilina
S. aureus
T
1944
Betalactamase Induzível
Enterobacter, Citrobacter,
Serratia, Pseudomonas
1955
β-lactamases Resistentes
K.pneumoniae, E.coli
Betalactamase Hiperprodutora
Enterobacter, Citrobacter, Serratia,
Pseudomonas
Pen G
Penicilinase
K. pneumoniae, E.coli,
Salmonella
1965
β-lactamase de Espectro Estendido
Enterobacterias: K.pneumoniae, E.coli
Enterococos
1980
1990
1995
Classificação de Ambler das
Betalactamases
„
Classe A
„
Cromossômica
„
„
„
„
„
„
„
K. oxytoca
Proteus vulgaris
Citrobacter diversus
„
„
„
TEM
SHV
CTX-M
Cromossômica
„
„
S. maltophilia
Plasmidiais
„
IMP, VIM
Cromossômica
„
„
„
„
Classe B
„
Classe C
Plasmidiais
„
„
„
Plamidiais
„
„
Enterobacter Amp C
Citrobacter freundii Amp C
Serratia Amp C
Morganella Morganii Amp
C
P. aeruginosa Amp C.
Providencia Amp C.
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
ascorbata, descrita em 1986 no Japão.
Kluyvera
„
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
Detecção de ESBL
„
Teste de dupla difusão
„
„
„
„
Vitek
„
„
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
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
Detecção de ESBL por E Test
ESBL – Liberação do TSA
K. pneumoniae
MIC (μg/ml)
Cefepime
S R
Cefoxitina
S à Cefoxitina
Estudos
clínicos mostram resistência “in vivo”
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
Cefalosporinas de 2ª e 3ª gerações
Maior concentração de Ceftriaxone
nas fezes em comparação com
Cefotaxime
Aumento de ESBL
de
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
TEM
Enzimas
Resistentes aos
aos
Resistentes
Inibidores de
de
Inibidores
Betalactamase
Betalactamase
(IRT)
(IRT)
IRT – Liberação do TSA
E. coli
Cefepime
Cefoxitina
Cefotaxime
Ceftazidime
Aztreonam
Ciprofloxacin
Imipenem
Tic/Clavulanato
MIC (μg/ml)
S
S
S
S
S
S ou R
S
R
Pip/tazobactan
R
Betalactamases AmpC
„
Classe C de Ambler
„
Cromossomiais
„
Descrição em 1995 por Bush et al. e Livermore
et al. de AmpC plasmidial
„
Baixa atividade
„
Grupo CESP
„
Induzíveis
Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Providencia
Betalactamases AmpC
„ Não
inibidas
pelos
inibidores
de
betalactamase
„ Sensível
às cefalosporinas de 4ª geração
(Cefepime)
„ Resistência
AmpC
à cefoxitina
marcador de
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
Grupo CESP - TSA
1ª cultura
Após 3 dias
MIC
MIC
(μg/ml)
(μg/ml)
S
Cefepime
S
R
Cefoxitina
R
R
Cefotaxime
S
Não utilizar Cefalosporinas
de 3ª geração
R
Ceftazidime
S
quando Cefoxitina =S R em pacientes
S
Imipenem
S
Ertapenem
S
graves
Enterobacter cloacae
Pip/tazobactan
Ciprofloxacin
Aztreonam
S
S ou R
S
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
E. coli (América do Norte)
K. pneumoniae (América do Norte)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
20
30
40
% T>CIM
50
60
% 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
70
80
90
100
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
[email protected]