Meticillinresistens og vankomycinresistens hos Stafylokokker Mekanisme og metoder for påvisning Tromsøkurs Nov 2014 Kjersti Wik Larssen
Innhold Kort historikk og epidemiologi Meticillinresistens hos stafylokokker Mekanismer Metoder for påvisning av MRSA/MRSE Kor om screeningmetoder MRSA Glykopeptidresistens hos S.aureus Mekanismer Metoder for påvisning hos MRSA KNS?
S.aureus Kan gi infeksjoner i de fleste organer Angriper friske og immunsvekkede Vanligste agens ved postoperative sårinfeksjoner Nest vanligste årsak til bakteriemi i Norge Kolonisering vanlig (nese, hals, perineum) 20% permanente bærere 30% intermitterende bærere 50% aldri bærere Ammerlaan HSM, CID 2009
KNS Kolonisator Hyppigste funn i blodkultur Forurensing vs infeksjon Vanlig årsak til nosokomiale infeksjoner Fremmedlegemeassosiert (CVK, proteser) Immunosuppresjon Ofte multiresistente
Historikk S.aureus Meticillinresistens Introdusert i 1959 MRSA påvist i 1961 1990 tallet: Spredning av epidemiske MRSA kloner HA-MRSA 2000 tallet: Samfunnservervet MRSA CA-MRSA Fra 2003. Dyreassosiert MRSA påvist hos mennesker. LA-MRSA Vankomysinresistens Introdusert i 1958 1988: første VRE isolater 1992: Resistens overført in vitro fra VRE til S.aureus 1997: VISA og hvisa påvist i Japan.(Hiramatsu et al) VRSA rapportert fra USA 2002 (vana transfer fra E.faecalis) (Perichon B, Courvalin P, AAC 2009)
Vankomysinresistens ca 20 VRSA (vana) tilfeller USA,India, Pakistan, Iran. VISA (fortykket cellevegg) < 0,1% av S.aureus globalt hvisa (fortykket cellevegg) Forekomst generelt svært lav. Lokalt opp mot 50% ved klonale utbrudd. OBS Metodeavhengig. KNS: vana beskrevet (S.succinus) Nedsatt følsomhet? Epidemiologi Meticillinresistens Stor variasjon globalt/lokalt MRSE: 50-70% hos S.epidermidis MRSA: Andel MRSA i blodkultur 2012
Meticilinresistens S.aureus med nytt gen meca/mecc som koder for et endret penicillinbindende protein: PBP2a eller PBP2c PBP2a/2c har lav affinitet for betalaktamantibiotika Celleveggsyntensen fortsetter Gir resistens mot alle betalaktamantibiotika Unntak:Anti MRSA cefalosporiner Pinho MG et al. PNAS 2001;98:10886-10891
meca/c Lokalisert på SCCmec-mobilt genetisk element Horisontal gentransfer Vidt utbredt blant S.aureus og andre staphylococcus species. Ekspresjon nødvendig for meticillinresistent fenotype Meticillin følsomme stammer har ikke SCCmec Grad av ekspresjon er svært variabel Kan ha lav oxacillin MIC trass tilstedeværelse av meca/mecc gen Mindre problem med cefoxitin Kombinasjoner av mec gen og ccr gener gir ulike SCCmec typer Per i dag 11 SCCmec SCCmec kan inneholde andre resistensgener SCCmec= Staphylococcal casette chromosome
mecc 69 % DNA homologi med meca Ligger på et nytt SCCmec element-sccmec XI. Konsekvenser for diagnostikken Fanges ikke opp av mange nåværende kommersielle PCR Fanges ikke opp av meca PCR eller PBP2a agglutinasjonstest. Krever egen mecc PCR Påvist mange land og arter BORSA Lavgradig resistens mot oxacillin Ikke resistens mot cefoxitin meca/mecc og PBP2a/2c negative. Skyldes: Hyperproduksjon av betalakatmase Endring i eksisterende PBP
Påvisning av meticillinresistens Silemetode Resistens testing og overvåkning Screeningmetode Ved oppklaring av utbrudd Forhåndsundersøkelse i henhold til MRSA veielederen Målsetning: Unngå at MRSA blir endemisk i Norske helseinstitusjoner Nordicast dokument under utarbeidelse
Påvisning meticillinresistens Cefoxitin induserer mecr1 mer effektiv enn oxacillin Høy sensitivitet og spesifisitet for påvisning av MRSA Høy sensitivitet, lavere spesifisitet for MRSE OBS-vær sikker på identitet! Lappediffusjon: Inkub 35 grader 18±2t. Sonebrytningspunkter kun gyldige ved konfluerende vekst.
Sone og MIC distribusjoner S.aureus
Sonedistribusjoner KNS
Påvisning av meticillinresistens Buljongfortynnings MIC (Eucast) Etest MIC Automatisert metode (Phoenix, Vitec, Microscan) Kombinasjon av cefoxitin + oxacillin. Expert system tolkning. Cefoxitin MIC S 4 Oxacillin MIC (veiledende) Ikke kliniske brytningspunkter MRSA kan ha lave MIC verdier De fleste med Oxa MIC>2 er MRSA (eller BORSA)
Supplerende metoder MRSA PBP2a agglutinasjon Støtter en positiv screening Ikke mecc Fungerer dårligere for MRSE Clearview ICA Exact PBP2a Kan finne også mecc med cefoxitin-induksjon Påvisning av meca (evt mecc) Samt S.aureus spesifikt gen, nuc/ spa/ SA442 Bekrefter meticillinresistens (og S. aureus) Alle S.aureus med R mot cefoxitin og neg meca sendes til lab som gjør mecc PCR.
Supplerende metoder MRSE Lappediffusjon godt egnet til å skille ut følsomme stammer Gjelder særlig for S.epidermidis, S.capitis, S.hominis, S.haemolyticus, S.xylosus og S.schleiferi Fare for en del falske R Konfirmer med genetisk metode (mec A PCR) på klinisk viktige isolat. Vurder ved alle alvorlige behandlingstrengende KNS infeksjoner. Særlig ved sjeldne/uvanlige KNS. For S.simulans, S.warneri og S.cohnii fare for feilkategorisering i både S og R grupen. meca PCR som supplement. Ingen BP oxacillin, men trolig R om MIC > 0,25. For Cefoxitin dårligere korrelasjon MIC og meca enn sone mm og meca.
Huskeliste MRSA/MRSE Om diskrepans mellom fenotypiske metoder eller mellom fenotypiske og genotypiske metoder Kontroller identitet, Renkultur? Repeter lappediffusjon Vurder alternativ PCR og/ eller referanselab Vurder mec PCR på alvorlige MRSE infeksjoner Viktig å vite før screening
Ingen entydig beste metode/gullstandard Vanskelig å sammenlikne studier De fleste har en høy negativ prediktiv verdi Forutsatt at virker på aktuell(e) spatyper Positiv prediktiv verdi mye lavere. Konfirmer med artsidentifikasjon, meca/c + nuc/spa PCR som ved silemetode. MRSA screening Mange muligheter Vær klar over egen metodes styrker og svakheter Kromogene medier Leses ved 24 og 48 timer PCR på direkte materiale Kan gi svar etter ca 2 timer Dyrkning i tillegg Anrikningsbuljong (eg TSB) over natt (16-18t) før utsæd på kromogene medier og/eller MH med cefoxitinøker sensitiviteten.
Vankomysinresistens hos S.aureus: Definisjoner Følsom: VSSA MIC 2mg/L OG ingen resistent subpopulasjon Heterogen intermediær følsom: hvisa MIC 2 mg/l MED resistent subpopulasjon Klinisk betydning ikke fullt avklart Intermediær følsom: VISA MIC 4-8 mg/l Bør oppfattes som klinisk resistente (jfr Eucast brytningspunkt) Resistent: VRSA MIC > 8 mg/l vana mediert
Vankomycin MIC distribusjon-eucast Eucast S/R CLSI MIC 2/>2 mg/l <2/ 16 Diskdiffusjon Ikke pålitelig Ikke pålitelig Glykopeptid MIC er metodeavhengig. BMD er gullstandarden. Isolater med Vankomycin MIC 2mg/L kan ha nedsatt klinisk respons
Vankomycin brytingspunkter Har endret seg de siste årene Opprinnelige brytningspunkt satt da resistente isolat ikke fantes VISA og hvisa isolat med assosiasjon til behandlingssvikt Erkjennelse av at isolat med MIC på 8 (og for S.aureus også 4) er R og ikke I Termene hvisa og VISA brukes fortsatt for å skille fra VRSA (vana mediert resistens) Høyere doser kompenserer ikke for den nedsatte følsomheten
Mekanisme Vankomycinresistens VRSA Orig: Wootton et al, JAC, 2001,47:399-403 Glykopeptider virker ved binde terminale D-ala-D-ala Gir sterisk hindring for: Transpeptidering Transglykosylering (?) Enkelt vana erverv D-ala-D-lac Perichon B, Courvalin P, AAC 2009
VISA Vancomycinresistens mekanisme Ikke enkelt! VSSA VISA, hvisa Mange ulike mutasjoner (loci). Enkeltmutasjoner Multiple mutasjoner Reverserbart Ulike fenotyper. Viktig å teste ulike morfotyper Howden et al. Infect.Genet. Evol. (2013) Howden et al, CMR 210
Resultat mutasjoner hvisa/visa Ikke noe fremmed DNA Endret volum og sammensetning cellevegg Tykkere- Mindre diffusjon av vancomycin Howden et al 2013 Howden et al 2010
VISA/hVISA Sjanse for hvisa øker med økende vancomycin MIC (Musta et al 2009) Sykehustilpassede S.aureus kloner har høyere vancomycin MIC enn andre kloner (Howden et al 2013) Selektivt trykk hvisa har ofte historikk med MRSA infeksjon og vankomycin eksponering. Oppstår in vivo. Ofte trinnvis. (Howden et al 2013). Resistens mot andre antibiotika assosiert med hvisa Imipenem, Rifampicin, Daptomycin Frequency of hvisa (shaded area) among MRSA blood isolates saved intermittently between 1996 and 2006, stratified according to the vancomycin MIC. Musta A C et al. J. Clin. Microbiol. 2009;47:1640-1644
Metodeproblemer med vancomycin Diskdiffusjon/lappediffusjon: Kan påvise VRSA Kan ikke skille VSSA fra hvisa/visa Ikke anbefalt av Eucast MIC Detekterer VRSA og VISA Detekterer ikke alltid hvisa (kan ha MIC 2) Skiller ikke tydelig mellom VSSAhVISA-VISA Wootton M et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2005;49:3982-3983
MIC bestemmelse Etest gir 0,5-1(2) fortynningstrinn høyere MIC verdi enn BMD særlig ved lave MIC verdier,-1-1,5mg/l Automatiske system gir generelt 1(2) lavere fortynningstrinn enn BMD. Performance of Etest and Vitek2 compared to broth microdilution for vancomycin minimum inhibitory concentration (MIC). van Hal S J, and Fowler V G Clin Infect Dis. 2013;56:1779-1788
Etest vs BMD Korrelasjon til klinisk utfall bedre med Etest enn med BMD i noen studier Vurdere å besvare: vankomycin MIC >1,5 kan medfører en økt risiko for terapsivikt Uavhengig av testmetode Også BMD vil ha reproduserbarhet +/- ett (to)fortynningstrinn En del isolat med sann MIC på 2mg/L vil i noen tilfeller teste som 4 eller 1. (uunngåelig testvariabilitet)
Deteksjon av hvisa Genetikk ikke mulig (ikke noe enkelt gen ansvarlig) Gullstandard: PAP/AUC Populasjonsanalyseprofil Svært arbeidskrevende Ikke egnet for rutinelaboratorier Screeningmetoder: Ingen er perfekt Macrometode Etest (MET) 2 McFarland, 48t, BHI Etest GRD 0,5 McFarland, 24 + 48t, MH med 5% blod Screeningagarer Howden et al, CMR, 2010: 99-193
Screeningagarer BHA6V 0,5McF 48t ( 2 kolonier er positiv) ikke bra nok for hvisa MH5T 2 McF 48t anbefalt som alternativ hos Eucast ( 2 kolonier er positiv) BH4V + 16g/L casein 0,5McF 48t anbefalt av Nordicast ( 2 kolonier er positiv) MH5T er dokumentert å komme dårlig ut sammenliknet med GRD Etest og MET av bla Yousuf et al 2008.
Utprøving St. Olav 2011 1105 MRSA isolater Stort sett første isolat Lite invasive stammer i Norge BH4V+casein (0,5 McF), BH5T (0,5 McF) og MH5T (2 McF) Lest av 24 + 48 timer Gullstandard GRD Etest Vancomycin Etest MIC Ingen VRSA eller VISA En + GRD Etest. Vokste på alle 3 screeningagarer Neg PAP/AUC Agarer vil gi stort behov for konfirmasjonstest Vekst på screeningagar hos 31,2 % av stammene Vekst av negativ kontrollstamme på screeningagar i opptil 33,3 % av tilfellene
Screeningmetoder hvisa MET Etest og GRD Etest er tilsynelatende mer pålitelige som screeingmetoder for påvisning av hvisa enn screeningagarer. Anbefales av vanhal et al som mer spesifikke og sensitive alternativer enn screeningagarer i CID 2013. GRD Etest fordel med preliminær avlesning 24t og 0,5 McFarland
Orig: Wootton et al, JAC, 2001,47:399-403 Konfirmasjonsmetode hvisa PAP/AUC Modifisert metode: Woottoon et al anbefalt. Arbeidskrevende. Tar minst 3-5 dager. Krever erfaring.
Vankomysinresistens hos KNS We are increasingly being asked to test for "reduced glycopeptide susceptibility" in S. epidermidis. At this time I have no recommendations for methodology. I think there is a lot of work to do to understand the wild type distributions, and also if there is any clinical impact of apparent low level resistance Benjamin Howden, Nov 2014 Bruk MIC verdi S<4 Fins hvrse? Mekasnimer ikke beskrevet/undersøket som for S.aureus Villtypepopulasjon ulik S.aureus Klinisk betydning? Ingen test å bruke!
Når skal man teste for hvisa Vankomycin behandling ved invasive MRSA infeksjoner Observasjon Klinikk og behandlingsrespons MIC verdi 2? MET eller GRD Etest trolig mest egnet til screening for hvisa Velg hvilke stammer som skal screenes ut fra klinikk/ respons. PAP/AUC konfirmasjonstest. Målrettet testing!
Takk for oppmerksomheten For de som vil lese mer Becker K et al. Coagulase-Negative Staphylococci. Clin. Microbiol. Rev 2014 Howden B et al. The evolution of vancomycin intermediate Staphylococcus aureus and heterogenous VISA. Infection, Genetics and Evolution, 2013. Hiramatsu K et al. Genomic basis for methicillin resistance in Staphylococcus aureus. Infection and cheomterapy 2013. Stefani S et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA): global epidemiology and harmonisation of typing methods. Ito T, Hiramatsu K, Tomasz A et al. Guidelines for reporting novel meca gene Homologues. Antimicrob Agents Chemother 2012 mecc: Garcia Alvarez L et al., Methicillin-resistant Staphylococcus aureus with a novel meca homologue in human and bovine populations in the UK and Denmark: a descriptive study. Lancet Infect Dis 2011. Paterson GK et al., The ermgence of mecc methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Trends in microbiology, 2014.