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Enterobactérias: Mecanismos de Resistência e Aspectos para a
Terapia
Alberto ChebaboCCIH - Hospital Universitário Clementino
Fraga Filho/UFRJLaboratório Lâmina/Diagnósticos da
América – Rio de Janeiro
Mecanismos de Ação dos Antimicrobianos
Interferir na síntese da parede celularPenicilinas e Vancomicina
Inibição da síntese de proteínasMacrolídeos, Cloranfenicol e Aminoglicosídeos
Interferência na síntese de DNAQuinolonas e Rifampicina
Inibição do metabolismoSulfas
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 mutantesobrevive
Mecanismos de ResistênciaProdução de enzimas
BetalactamasesImpermeabilidade da parede celular
Alteração de porinasAlteração do sítio de ação do ATB
Alteração de PBPBomba de efluxoCaminhos metabólicos alternativos
Mecanismos de Transferência de Resistência
Plasmídeos transferem genes de resistência entre as células
Transposons transferem genes entre plasmídeos
Integrons inserem genes adquiridos
+
+
1955 1965 1980 1990 19951944
Pen G
PenicilinaseS. aureus
T
Ampicilina
Betalactamase InduzívelEnterobacter, Citrobacter,
Serratia, Pseudomonas
Penicilinase PlasmidialH.influenzae, N. gonorrhoeae, enterobacterias,Pseudomonas
Cef 3a G
Enterococos
Betalactamase HiperprodutoraEnterobacter, Citrobacter, Serratia,
Pseudomonas
Inib. βlac
Carbapenens
β-lactamase de Espectro EstendidoEnterobacterias: K.pneumoniae, E.coli
Betalactamase PlasmidialK. pneumoniae, E.coli,
Salmonella
β-lactamases ResistentesK.pneumoniae, E.coli
CarbapenasesMetalobectalactamases
Classificação de Ambler das Betalactamases
Classe ACromossômica
K. oxytocaProteus vulgarisCitrobacter diversus
PlasmidiaisTEMSHVCTX-M
Classe BCromossômica
S. maltophiliaPlasmidiais
IMP, VIM
Classe CCromossômica
Enterobacter Amp CCitrobacter freundii Amp CSerratia Amp CMorganella Morganii AmpCP. aeruginosa Amp C.Providencia Amp C.
PlamidiaisAmp C
Classe DPlasmidiais
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 ClavulânicoSensíveis às Cefamicinas (Cefoxitina)
Resistência descrita pela perda de proteína de porina da membrana externa
Mais comuns em E. coli e K. pneumoniaeTambém descritas em várias outras Enterobactérias (Enterobacter, Proteus, Salmonela, etc.)
Betalactamases de Amplo Espectro - ESBL
Betalactamase CTX-MOriginada de enzima AmpC de Kluyveraascorbata, 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
Detecção de ESBLTeste de dupla difusão
Padronizado pelo NCCLS apenas para E. coli e K. pneumoniae e pelo Comitê Francês para todas EnterobactériasMascarado pela presença de AmpCDificuldade de interpretação com cepas não E. coli e K. pneumoniae
VitekEspecificidade de 99%, com boa sensibilidade
E testDificuldade quando MIC de Ceftazidime é baixo
Bradford PA. Clin Microbiol Rev 2001;14:933-51
ESBL ESBL -- Teste ConfirmatTeste Confirmatóóriorio
Detecção de ESBL por E Test
ESBL – Liberação do TSA
RCeftazidimeS RAztreonam
SErtapenemS ou RPip/tazobactan
SImipenemS ou RCiprofloxacin
S RCefotaximeSCefoxitina
S RCefepimeMIC (μg/ml)K. pneumoniae
Estudos clínicos mostram resistência “in vivo” à Cefoxitina
Betalactamases de Amplo Espectro
Indução pelo uso indiscriminado de Cefalosporinas de 2ª e 3ª gerações
Maior concentração de Ceftriaxonenas fezes em comparação com
Cefotaxime
Aumento de 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%
Antibiótico X ESBL
Paterson DL et al. 37th ICAAC, 1997
Realizado entre Out/88 e Abril/90
127 pacientes com KP ESBL
91 (72%) receberam > 7 dias de ATB
52 (41%) receberam Ceftazidime
Antibiótico X ESBL
Meyer KS, cols. Ann Intern Med, 1993;119
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
Antibiótico X ESBL
Rahall JJ, et al. JAMA, 1998; 280
Política de Antibioticoterapia Empírica na Prevenção de Emergência de
Resistência Desenho do estudo
Penicilina + Tobramicina vs Amox-CefotaximaTerapia empírica de sepse ≤ 48 hVEnsaio prospectivo “cross-over”2 UTIs neonatais semelhantesRastreamento bacteriano
À admissãoSemanalmente até a alta
De Man P et al. Lancet 2000;355:973-8
NICU B
NICU A
De Man P et al. Lancet 2000;355:973-8
Prevenção de Emergência de Resistência
Betalactamases Resistentes aos Inibidores de Betalactamase - IRTDerivadas de TEM e SHVDescobertas no início da década de 90Resistentes ao Ácido Clavulânico e ao SulbactanSensibilidade variável ao Tazobactan19 variedades de TEM descritas como IRTDescritas em E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis e C. freundii
Enzimas TEM Resistentes aos Inibidores de
Betalactamase(IRT)
Enzimas TEM Resistentes aos Inibidores de
Betalactamase(IRT)
IRT – Liberação do TSA
SCeftazidimeSAztreonam
RTic/ClavulanatoRPip/tazobactan
SImipenemS ou RCiprofloxacin
SCefotaximeSCefoxitinaSCefepime
MIC (μg/ml)E. coli
Betalactamases AmpCClasse C de Ambler
Cromossomiais
Descrição em 1995 por Bush et al. e Livermoreet al. de AmpC plasmidial
Baixa atividade Induzíveis
Grupo CESPCitrobacter, 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 PlasmidiaisDerivadas de AmpC de Citrobacter freundii
Descritas em E. coli, K. pneumoniae, P. mirabilis, Enterobacter aerogenes e Salmonellasp.
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):1926-30Decré D et al.. JAC 2002;50:681-88Winoku r PL et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2001;45(10):2716-22
Grupo CESP - TSA
SErtapenem
SAztreonamS ou RCiprofloxacin
SPip/tazobactan
SImipenemSCeftazidimeSCefotaximeRCefoxitinaSCefepime
MIC (μg/ml)
1ª cultura
S
RS ou R
R
SRRRS
MIC (μg/ml)
Após 3 dias
Não utilizar Cefalosporinas de 3ª geração quando Cefoxitina = R em pacientes
graves
Enterobacter cloacae
Betalactamases AmpC + ESBLDificuldade no diagnóstico de ESBL pelos testes confirmatóriosInibição do Clavulanato pela enzima AmpCPode haver falso S para CefepimeTeste 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/LRisco 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 EnterobactériasDrogas de escolha para tratamento de Enterobactérias multirresistentesMeropenem e Imipenem
Excelente atividade contra espécies ESBL e AmpC
ErtapenemEstável para tratamento de EnterobactériasESBLDose única diária possibilidade de tratamento sequencial após alta hospitalarMenor Custo
Ertapenem x EnterobactériasMultirresistentes
Ertapenem é mais ativo que Imipenem para cepas não produtoras de ESBL e AmpCSensibilidade mantida a Ertapenem e Imipenem em cepas produtoras de ESBL e AmpCK. 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 EnterobactériasMultirresistentes
Enterobactérias AmpC: Maior MIC encontrado foi 0,5µg/ml para Enterobactercloacae e 0,25 µg/ml para Citrobacterfreundii
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 àCarbapenêmicos
Produção de metalo betalactamasesClasse B de AmblerDescritas em 1991em P. aeruginosaIMP e VIM: transmissão plasmidialDescritas em K. pneumoniae, serratiamarcecens, Enterobacter cloacae, E. coli, C. freundii
Enterobactérias Resistentes àCarbapenêmicos
Produção de carbapenasesBetalactamase Classe AEnzimas KPC, SME, NMC e IMI
Alteração de porinasAssociação com produção de betalactamasesDescritas em Enterobacter spp., Serratiamarcescens, Citrobacter freundii e Providencia rettgeri
Resistência Isolada ao ErtapenemK. 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 SulSem uso de Carbapenêmicos nos 14 dias préviosUso 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 ErtapenemE. coli resistente a Ertapenem (MIC = 16 µg/ml)e sensível à imipenem e Meropenem em OhioPresença de 4 Betalactamases
TEM-1, AmpC Cromossômica, SHV e CMY-2
CMY-2 com grande afinidade ao Ertapenem, mas não a Imipenem e MeropenemResistência ao Ertapenem devido à quantidade de betalactamase encontrada e à afinidade aumentada da enzima CMY-2 ao Ertapenem
Odeh R et al. CID 2002; 35:140-5Quinn JP et al. 43nd ICAAC, 2003, Chicago
Resistência Isolada ao ErtapenemHUCFF/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 Acima de Diversos % T>CIM: Exposição para E.
coli e K. pneumoniaeK. pneumoniae (América do Norte)
Meropenem 1000 mg 8/8hImipenem 500 mg 6/6hCeftazidima 1000 mg 8/8hCefepima1000 mg 12/12hPiperacilina/tazobactam 3.375 g 6/6h
E. coli (América do Norte)
100
% T>CIM20 50 90 100
70
8070604030
9080
605040302010
100
% T>CIM20 50 90 100
60
8070604030
90
70
50403020100
80
Prob
abilid
ade d
e obte
nção
da m
eta (%
)
OPTAMA: América do Sul
Kiffer CRV et al. Diag Microbiol Infect Dis 2004;49:109-116
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%)
Meropenem 1 g 8/8h
Imipenem 500 mg 6/6h
Ceftazidima 1 g 8/8h
Ceftazidima 2 g 8/8h
Cefepima 1 g 12/12h
Cefepima 2 g 12/12h
Pip/taz 4.5 g 8/8h
Ciprofloxacina 400 mg 12/12h
Ciprofloxacina 400 mg 8/8h
Regime EC KP AB PSA98
98
92
−
94
−
66
48
−
99
100
78
−
76
−
60
64
−
73
74
27
35
−
43
24
14
24
60
61
55
62
−
65
26
33
37
Probabilidade de obtenção de meta (%)
ConclusõesAumento dos mecanismos de resistência das Enterobactérias, com descrições de novas enzimas e com localizações não usuaisDificuldade na detecção das betalactamasescom testes de automatizados e disco difusãoRestringir uso de Cefalosporinas de 3ªgeraçãoNão extrapolar sensibilidade de Ertapenempela sensibilidade a Imipenem/Meropenem
