Dr. Rafael Cantón Moreno
Interpretación clínica del antibiograma:Enterobacterias y bacilos Gram-negativos
no fermentadores
Servicio de MicrobiologíaHospital Universitario Ramón y Cajal. Madrid
Departamento de Microbiología II. Universidad Complutense. Madrid
Servicio de Microbiología
Gram Negativos Multirresistentes: Estado actual y solucionesCurso pre-congreso de Resistencia Bacteriana
Congreso Chileno de Infectología. 5 de noviembre de 2008
Patógenos multirresistentes: concepto
� Microorganismo multirresistente : Resistencia a tres o más
antimicrobianos (grupos / familias) utilizados de elección en
el tratamiento de las infecciones producidas por este
- Aplicado inicialmente a Mycobacterium tuberculosis
Staphylococcus aureus (SARM)
Streptococcus pneumoniae …
- Posteriormente a bacterias con resistencia intrínseca:
Stenotrophomonas maltophilia
Acinetobacter baumannii
Burkholderia cepacia …- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
� Diseminación de bacterias multi-R y genes asociados
� Limitación del tratamiento antimicrobiano
Patógenos multirresistentes: concepto
� Resistencia cruzada (resistencia de clase)
- mecanismo de R que afecta a antibióticos de la misma familia
� Multirresistencia (resistencia múltiple, co-resistencia)
- varios mecanismos de R, afectan a distintas familias de antibióticos
� Resistencia pleiotrópica
- un mecanismo de R que afecta a antibióticos de diferentes familias
E. coli ciprofloxacinaR (mutaciones en topoisomerasa)S. aureus meticilinaR (producción de PBP2a)
P. aeruginosa con mecanismos de R por eflujo S. pneumoniae con alteraciones ribosomales
P. aeruginosa, A. baumannii multirresistente SARM, S. pneumoniae multirresistente
Patógenos multirresistentes: concepto
� Microorganismo pan-resistente 1
� Microorganismo extremadamente resistente (XDR) 2
- ausencia de opciones terapéuticas disponibles - aplicado a Mycobacterium tuberculosis y a
bacilos Gram-negativos en infección nosocomial
1Falagas & Kasiakou. Clin Microbiol Infect 2005:11:1049-50 2Paterson & Doi. Clin Infect Dis 2007; 45:1179-81
Acinetobacter baumannii multirresistente
Capitalismo genético
Patógenos multirresistentes
� Enterobacteriaceae
- beta-lactamasas de espectro extendido (BLEE)
- carbapenemasas: metalo-betalactamasas
oxacilinasas (OXA)
carbapenemasas de clase A (KPC)
� Pseudomonas aeruginosa - Acinetobacter baumannii
- carbapenemasas: metalo-betalactamasas
oxacilinasas (OXA)
carbapenemasas de clase A (KPC)
Patógenos multirresistentes
� Las Enterobacteriaceae y bacilos-gram-negativos no fermentadores
son el paradigma del capitalismo genético1,2
- acumulación de mutaciones
- acumulación de genes de resistencia (emergentes)
- BLEE (blaESBL) y carbapenemasas (blaVIM, blaKPC, …)- metilasas de aminoglicósidos (arm, rmt, …)- enzimas modificantes de aminoglicósidos- resistencia a quinolonas [qnr, qepA, aac(6`)-Ib-cr]- resistencia a sulfamidas (sul) y trimetoprim (dhr)
- plataformas genéticas eficientes de adquisición (integrones, IS)
y dispersión (plásmidos, transposones) de genes de resistencia
1Baquero, Coque, Cantón. ASM News 2003; 69: 547-512Cantón, Coque, Baquero. Curr Opin Infect Dis 2003; 16:315-25
Patógenos multirresistentes: las evidencias
Nuevas amenazas en Gram negativos …
� Resistencia a carbapenems en enterobacterias
- VIM-1 en cepas de E. coli con CMY-2 (Greece) Miriagou et al. Antimicrob Agents Chemother 2003; 47: 395-7
- epidemias por K. pneumoniae VIM-1 (Grecia, Francia, España)Giakkoupi J Clin Microbiol 2003; 41:3893-6, Tato et al Clin Infect Dis 2007; 45:1171-8
- KPC-2 en K. pneumoniae, E. coli y Salmonella spp.Miriagou et al. Antimicrob Agents Chemother 2003;47:1297-300
Bratu et al. Clin Infect Dis 2007; 44: 972-5
� Resistencia plasmídica a quinolonas por distintos m ec.
- dispersión mundial en enterobacterias con otros mecanismos de R Robicsek et al. Lancet Infect Dis 2006; 6:629-40
- mecanismo de resistencia de bajo nivel con importancia clínica Poirel et al. Clin Microbiol Infect. 2008
Patógenos multirresistentes: las evidencias
Interpretación clínica del antibiograma (lectura interpretada)
¿Podemos hacer algo?
Lectura “interpretada” del antibiograma
1.- Establecer el fenotipo de sensibilidad y de resistencia
2.- Deducir el posible mecanismo de resistencia
3.- Predecir el fenotipo previamente determinado e inferir laactividad de los antibióticos sobre los microorganismosque presente este fenotipo
Patrice Courvalin, ASM News, 1992
MicroorganismoIdentificación
+antibiograma
Informe de resultados
Interpretación
del antibiograma
Deducción del fenotipo de resistencia
Deducción del mecanismo de resistencia implicado
Inferencia del fenotipode resistencia con
trascendencia clínica
Redefinición de la interpretación clínica de los resultados Deducción de la sensibilidad a antibióticos no estudiados
R. Cantón. Enferm Infecc Microbiol Clin 2002; 20: 176-186
� Detección de nuevos mecanismos de resistencia
� Análisis de la epidemiología de la resistencia
� Adecuación del tratamiento antibiótico
� Control de la política de antimicrobianos
� Mejora de la calidad:- control de validación de los resultados
- aumento del valor añadido del antibiograma- optimización de los antibióticos estudiados
R. Cantón. Enferm Infecc Microbiol Clin 2002; 20: 176-186
“Lectura interpretada”: beneficios
Dos ejemplos: - Resistencia a carbapenems en P. aeruginosa
- BLEE en Enterobacteriaceae
P. aeruginosa: fenotipos de resistencia a beta-lactámicos
TIC TCC PIP PTZ CAZ FEP ATM IPM MPM
Salvaje S S S S S S S S S
TEM-1-2, PSE-1-4 R S I/R S S S S S S
OXA-3 I/R I/R S/I/R S/I/R S S S S S
↑↑↑↑ AmpC parcial I R I I I S/I R S S
↑↑↑↑ AmpC total I/R R I/R I/R R I/R R S S
PER-1-2, VEB-1 R S S/I S R R R S S
TEM, SHV-BLEE R S R S R R R S S
OXA-BLEE R R R R R R R S S
IPM, VIM, SPM R R R R R R S I/R I/R
GES-2 R S R S I/R I/R R I/R I/R Pérdida OprD S S S S S S S I/R S/I
MexAB-OprM R R I/R I/R I/R I/R I/R S I/R
MexCD-OprJ S S I I S I/R I S I
MexEF-OprN S S I I S I/R I I/R* I
MexXY-OprM S S I I S I I S I
P. aeruginosa: Déficit de porinas (OprD)
TicarcilinaPiperacilinaPiper/tazobCeftazidimaCefepimeAztreonamImipenemMeropenem
<16<16<16
124
164
CMI
SSSSSSR
S/s
Real
SSSSSSRI
Interpret.
P. aeruginosa con expresión de AmpC Inducible
FEP
CAZ
PIP
IPM
MPM
ATM
P. aeruginosa: hiperexpresión de bombas de expulsión activa
IPM MPMCAZTCC
FEP AMC ATM FAM
AKTOBGM CIP
SXTPIP DOX FOX
Producción AmpC (basal)+
Mex AB-OprM
Déficit parcial de porinas (Opr D)+
P. aeruginosa: producción de metalo-enzimas
TicarcilinaPiperacilinaPiper/tazobCeftazidimaCefepimeAztreonamImipenemMeropenem
>64>64>6464324
>16>16
CMI
R RR RR RR RR RS SR RR R
Real Intepr.CAZ
PIP
FEP
ATM
MPM
IPM
IP: imipenemIPI: imipenem + EDTA
� Enzimas de Clase B: IPM (18 tipos), VIM (11 tipos), SPM, GIM…- afectan a casi todos los beta-lactámicos (excepto aztreonam),
incluidos los carbapenems- genes asociados a integrones de clase 1, normalmente
localizados en plásmidos, y con otros genes de resistencia
� Distribución geográfica y prevalencia variable
� Mecanismo de resistencia emergente (P. aeruginosa y más recientemente en Acinetobacter y enterobacterias)
� Limitaciones terapéuticas importantes
P. aeruginosa: metalo-beta-lactamasas adquiridas
Epidemiología de las MBL en P. aeruginosa
Tipo VIMTipo IMP
1988: Primera MBL IMP en P. aeruginosa
1997: Primera MBL VIM en P. aeruginosa
Tipo SPM
1997: Primera MBL SPM en P. aeruginosa
2002: Primera MBL GIM en P. aeruginosa
P. aeruginosa: resistencia a carbapenems
www.eucast .org
Definición
� Enzimas capaces de hidrolizar cefalosporinas de amplio espectroy monobactams pero no cefamicinas o carbapenems, son inhibidas por inhibidores de ß-lactamasas, sus determinantes genéticos se encuentran generalmente en plásmidos y derivan de otras enzimas con menor espectro hidrolítico
Perfil típico en Escherichia coli o Klebsiella pneumoniae
Ampicilina R Cefotaxima S/I/R (R)*Amox/clav. S/I Ceftazidima S/I/R (R)*Ticarcilina R Aztreonam S/I/R (R)*Cefazolina R Cefepima S/I/R (R)*Cefuroxima I/R (R)* Imipenem SCefoxitina S Meropenem S
*lectura interpretada
ß-lactamasas de espectro extendido
Emergencia de BLEE 1983– ......
Dispersión de BLEEy epidemias nosocomiales 1985–2000
Multi-clonalidad (alodemia) 1995–2005
Alodemia, epidemia, dispersión de plásmidos y genes bla 2000– ……
Emergencia, evolución y prevalencia de BLEE
Cantón & Coque. Curent Opin Microbiol 2006; 9:466-75
Enterobacteriaceae y ß-lactamasas de espectro extendido
SHVTEM
CTX-M OXA
Otras
++ ++++ + +/-Prevalencia
20052007
Enterobacteriaceae productoras de BLEE (CTX-M)
2001-2002
Endemic Spordic reports
Caracteristicas 1980’s – 2000 2000’s - …
Epidemiología Epidemias hospitalarias
Raras en la comunidad
Estructura poblacional compleja
(epidemias policlonales, alodemias)
Aumento en pacientes no
hospitalarios (influx to hospitals)
Prevalencia Variable en distintos hospitales
K. pneumoniae (+++)
Enterobacter (+)
E. coli, Salmonella (-/+)
Incremento mundial, pero diferente
según unidad, áreas, …
E. coli (+++),
K. pneumoniae, Enterobacter (++)
Salmonella (+)
Factores de
riesgo
UCI, hospitalizacion prolongada
Cateter venoso, sonda urinaria
ß-lactámicos y aminoglicósidos
Instituciones socio-sanitarias
Infecciones urinaria
Fluoroquinolonas
Enzimas TEM / SHV TEM / SHV <<<< CTX-M
Aumento del número de variantes
ß-lactamasas de espectro extendido: cambio epidemiológico
BLEE: fenotipos de sensibilidad
Microorganismo AMP AMC TIC PIP P/T KZ CXM FOX CTX CAZ FEP ATM IMP
E. coli
Klebsiella spp.
Salmonella spp.
Proteus spp.
R I/S R R S/I R I/R
↓↓↓↓R
S S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S
Enterobacter
C. freundii
S. marcescens
M. morganii
R R R R S/I R I/R
↓↓↓↓R
S/I/R S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S
P. aeruginosa
R R R R S/I R R R R S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S/I/R
↓↓↓↓R
S
Haemophilus spp
R S - - - - R - S/I/R
↓↓↓↓R
- - - S
Klebsiella pneumoniae - BLEE
Klebsiella pneumoniae Klebsiella pneumoniae ESBL (+)
Doble sinergia – BLEE
� BLEE: Jarlier et al. Rev Infect Dis 1998 10:867-878
- Modificaciones: - reducción de distancia (20 mm) y alto inóculo
- cef. 4ª gen. (cefepime) en productores de AmpC
- limitaciones: - aislados con alteración de permeabilidad
- hiperproductores de TEM-1/SHV-1
- BLEE + IRT (beta-lactamasas tipo CMT)
- falsos positivos: - K. oxytoca, P. vulgaris
- S. maltophilia, Acinetobacter spp.
- hiperproducción SHV-1 (E. coli, K. pneumoniae)
- productores de AmpC (con sulbactam)
Stenotrophomonas maltophilia (L1+ L2 enzymes)
AMC
CPM
CTX
CAZ
ATM
ATM ATM
AMP AMP
CTXCTX
CAZ CAZAMCAMC
AMP PIP CEF
CXM CAZ FOX
CTX AMC FEP
ATM IPM
Proteus vulgaris
Proteus vulgarisHiperproducción de b-lactamasa cromosómica (Clase A)
Ampicilina
Ticarcilina
Piperacilina
Piper/Tazo
Amox/clav
Cefalotina
Cefoxitina
Cefuroxima
Cefotaxima
Ceftazidima
Cefepime
Aztreonam
Imipenem
>256
8->256
8->256
8-32
4-8
>256
2-4
>256
2-8
0,12-0,5
0,5-2
0,5-2
0,5-2
CMI
RRRSSRSRRS?S?S?S
Interpretada
Rr/Rr/RSSRSRr/RSS/rS/rS
Real
CTX CTX+CLAV-4 µg
CTX+CLAV
30+10 µg
CLAV -10 µg
CTX-30 µgAMC (20:10 µg)
CTX-30 µg
Cefotaxima
Cefotaxima+
clavulanate
BLEE (Escherichia coli)
Fenotipo AMP AMC FOX C3G C4G AZT CAR
Natural S S S S S S S
TEM-1 R S S S S S S
BLEE R S/r S S/R S/R S/R S
IRT R R S S S S S
Cefamicinasa R R R r/R S r/R S
BLEE: b-lactamasa de espectro extendido; IRT: b-lac tamasa resistente a inhibidores
� Importancia en el control epidemiológico� Trascendencia en la elección del tratamiento
CPM
AmpC inducible + BLEE AmpC � + BLEE
AMPAMP
IMPIMP
CTX
CTX
CPMCPM
CAZCAZ
AmpC inducible AmpC �
AMP
AMP
AMCAMCCTX
CTX
CPMCPM
CAZCAZ
Enterobacter aerogenes
No utilizar: - cefotaxima/ceftazidima- cefepima- no ß-lactámicos (perfil)
Posible uso de:
- carbapenems
Control epidemiológico
- dispersión. clonal
- “elementos genéticos”
No utilizar: - cefotaxima/ceftazidima- piper/tazobactam
Posible uso de:
- cefepima- carbapenems- no-ß-lactámicos
Control epidemiológico
- disp. clonal
BLEE - Opciones terapéuticas
Grupo Antimicrobiano Comentario
ß-lactámico/ inhibidor de ß-lactamasas
Amoxicilina/clavulánico
Escasa experiencia infec. sistémica Útil en infección urinaria
Piperacilina/tazobactam Variable en infección sistémica Necesario estudio de sensibilidad
Cefalosporinas/clavulánico Ausencia de formulaciones Diferente farmacocinética
Metoxi-ß-lactámicos
Cefoxitina Rápido desarrollo de mutantes de permeabilidad
Moxalactam Escasa experiencia. Efectos 2os
Carbapenems* Impimen/meropenem Ertapenem
ß-lactámicos de elección Vigilar resistencia en otros patógenos
Aminoglicósidos Necesario estudio de sensibilidad
Quinolonas Incremento de la resistencia
Otros Fosfomicina Colistina
Necesario estudio de sensibilidad Decontaminación intestinal
*Pitout & Laupland. Lancet Infect Dis 2008; 8:159-66
BLEE
¿Podemos tratar las infecciones pormicroorganismos productores de BLEEcon cefalosporinas de amplio espectro?
¿Debemos modificar siempre el valorde sensibilidad a resistente en unacepa con BLEE?
Paterson et al. J Clin Microbiol 2001; 39:2206-12
0
20
40
60
80
100
<1 2 4 8 16
MIC (mg/L), 3rd / 4th gen. cephalosporin
% o
f clin
ical
failu
re w
ith
ceph
alos
porin
trea
tmen
t
Clinical outcome of 3er/4th gen. cephalosporins treatment inpatients with serious infections due to ESBL-organisms
≤ 1 mg/LEUCAST susceptiblebreakpoint
≤ 8 mg/LCLSI
susceptiblebreakpoint
(without confir-matory test)
A murine thigh infection model demonstrated that the % T>CMI was similar intherapy (3rd/4th gen. cephalosporins) against ESBL and non ESBL groups
Andes & Craig. Clin Microbiol Infect 2005; 11 (Supp. 6): 10-7
- PK/PD breakpoint is independent of resistancemechanisms
- The ß-lactam MIC of anESBL-producing isolatecan be used to predictlikely human outcomesfrom PK/PD models
ESBL & Enterobacteriaceae
MacGowan A. Clin Microbiol Infect 2008; 14 (Suppl 1):166-8
S
R
EUCASTbreakpoints
≤1 mg/L / >2 mg/L
TAR at T>MIC (30% for ceftriaxone) for a static to one log pathogen
kill at 24 h is taken to be most predictive of outcomes in humans
Monte-Carlo simulations and target attainment rates (TAR) forintravenous ceftriaxone 2 g every 24 h
ESBL & Enterobacteriaceae
EUCAST expert rules in antimicrobial susceptibility testing
Oxyimino-cephalosporins and Enterobacteriaceae (ESBL)
Rule
No.
Rule Exceptions Scientific basis Grade* References
9.1* If R or I to any 3rd or 4 th gen. oxyimino-ceph. (i.e.
cefepime, cefotaxime, cefpirome, cefpodoxime,
ceftazidime or ceftriaxone) or aztreonam, test for ESBL.
If positive, edit the S result for any of these
cephalosporins, including 4 th gen. agents and for
aztreonam, to I and edit the I result to R.
ESBL producers may appear susceptible to penicillin/ ß-
lactamase inhibitor combinations. The use of these
combinations against ESBL producers remains
controversial, and should be approached with caution. If
ESBL negative see rule 9.2.
A few ESB producers may
appear S in vitro to some 3rd
or 4 th gen. oxyimino-
cephalosporin or aztreonam.
Efficacy of cefotaxime,
ceftazidime and ceftriaxone
against ESBL-producing
isolates with MICs lower than
2 mg/L remains to be fully
documented
C Burn-Buisson
et al. 1987
Jarlier V et al.,
1988.
Livermore DM
and Brown DF,
2001.
Wong-
Beringer A et
al., 2002.
Paterson D
and Bonomo
R, 2005
Paterson DL et
al. 2004
Bhavnani SM
et al. 2006
* Enterobacteriaceae (for Klebsiella oxytoca and Citrobacter koseri see 9.3)
A. There is clinical evidence that reporting the test result as susceptible leads to clinical failures
B. Evidence is weak based only on a few case reports or on experimental models. It is presumed that reporting the test as susceptible my lead to clinical failures
C. There is currently no clinical evidence, but microbiological data suggest that clinical use of the agent should be discouraged
� Clinically Susceptible (S)
- a micro-organism is defined as susceptible by a level of antimicrobial activity associated with a
high likelihood of therapeutic success
� Clinically Intermediate (I)
- a micro-organism is defined as intermediate by a level of antimicrobial agent activity associated
with uncertain therapeutic effect. It implies that an infection due to the isolate may be appropriately
treated in body sites where the drugs are physically concentrated or when a high dosage of drug
can be used; it also indicates a buffer zone that should prevent small, uncontrolled, technical
factors from causing major discrepancies in interpretations
� Clinically Resistant (R)
- a micro-organism is defined as resistant by a level of antimicrobial activity associated with a high
likelihood of therapeutic failure
EUCAST definitions of clinical breakpoints
Clinical resistance and clinical breakpoints
BLEE - Opciones terapéuticas
Grupo Antimicrobiano Comentario
ß-lactámico/ inhibidor de ß-lactamasas
Amoxicilina/clavulánico
Escasa experiencia infec. sistémica Útil en infección urinaria
Piperacilina/tazobactam Variable en infección sistémica Necesario estudio de sensibilidad
Cefalosporinas/clavulánico Ausencia de formulaciones Diferente farmacocinética
Metoxi-ß-lactámicos
Cefoxitina Rápido desarrollo de mutantes de permeabilidad
Moxalactam Escasa experiencia. Efectos 2os
Carbapenems* Impimen/meropenem Ertapenem
ß-lactámicos de elección Vigilar resistencia en otros patógenos
Aminoglicósidos Necesario estudio de sensibilidad
Quinolonas Incremento de la resistencia
Otros Fosfomicina Colistina
Necesario estudio de sensibilidad Decontaminación intestinal
*Pitout & Laupland. Lancet Infect Dis 2008; 8:159-66
MicroorganismoIdentificación
+antibiograma
Informe de resultados
Interpretación
del antibiograma
Deducción del fenotipo de resistencia
Deducción del mecanismo de resistencia implicado
Inferencia del fenotipode resistencia con
trascendencia clínica
Redefinición de la interpretación clínica de los resultados Deducción de la sensibilidad a antibióticos no estudiados
R. Cantón. Enferm Infecc Microbiol Clin 2002; 20: 176-186
Dr. Rafael Cantón Moreno
Interpretación clínica del antibiograma:Enterobacterias y bacilos Gram-negativos
no fermentadores
Servicio de MicrobiologíaHospital Universitario Ramón y Cajal. Madrid
Departamento de Microbiología II. Universidad Complutense. Madrid
Servicio de Microbiología
Gram Negativos Multirresistentes: Estado actual y solucionesCurso pre-congreso de Resistencia Bacteriana
Congreso Chileno de Infectología. 5 de noviembre de 2008
P. aeruginosa: producción de metalo-enzimas
VIM-2