HELGENOMSEKVENSERING/HURTIGDIAGNOSTIKK PÅVISNING AV ANTIBIOTIKARESISTENS BIOINGENIØRDAGEN 2017: ANTIBIOTIKARESISTENS TROMSØ

Like dokumenter
Muligheter og begrensninger med genotypisk påvisning av resistens DAGENS ARBEIDSFLYT. Whole genome sequencing (WGS)

Bjørg Haldorsen Arnfinn Sundsfjord og Ørjan Samuelsen

Den neste bølgen? Multiresistente Gramnegative staver Industriseminar 11. november 2008

Bærerskap av ESBL blant Tromsøs befolkning

AFA-kurs November OUS-Rikshospitalet

Klinisk emnekurs i laboratoriemedisin Karianne Wiger Gammelsrud, kst overlege, førsteamanuensis Avd. for mikrobiologi, OUS, Ullevål

AGENDA ESBL A, ESBL M-C & ESBL CARBA PÅVISNING ESBL (ekstendert spektrum β-laktamase)

Nasjonal kompetansetjeneste for påvisning av antibiotikaresistens (K-res)

Resistensbestemmelse av anaerobe bakterier. Truls Leegaard AFA-kurs 2015

Diagnostiske utfordringer i deteksjon av ESBL A, ESBL M og ESBL CARBA

Multiresistente Gram-negative bakterier en global trussel

AFA-kurs November OUS-Rikshospitalet

Ørjan Samuelsen*, Bjørg C. Haldorsen, Bettina Aasnæs og Arnfinn Sundsfjord*.

Nøyaktig og presis? Er vi skikket til å utføre resistensbestemmelse? Årlig kvalitetskontroll av bioingeniører.

Resistensrapport for Ahus

ESBL (ESBL A & ESBL CARBA )

Penicilliner. Cefalosporiner. β-laktamase inhibitorer* Klavulansyre Tazobaktam Sulbaktam

Resistensrapport for Sykehuset Innlandet 2016

Praktiske spørsmål ved resistensbestemmelsen. Anita Løvås Brekken Kjersti Wik Larsen Martin Steinbakk Dagfinn Skaare

Hva kan vi bruke WGS til?

Aminoglykosidresistens hos Enterobacteriaceae

Resistensutvikling og overvåking i Norge

Hvorfor kan VRE være vanskelig å detektere i laboratoriet?

Kvalitetskontroll av resistensbestemmelse. Iren Høyland Löhr Avd. for medisinsk mikrobiologi, Stavanger Universitetssjukehus AFA-kurs, november 2015

CF-mikrober og resistens. Karianne Wiger Gammelsrud LIS: Mikrobiologisk avd, OUS, Rikshospitalet

Resistensrapport for Sykehuset Innlandet 2017

Resistensrapport for Sykehuset Innlandet 2018

β-laktamaser hos Gram-negative

Aminoglykosidresistensi Enterobacteriaceae påvisning og molekylær epidemiologi

Er det farlig med antibiotikaresistens i maten?

Fastsetting av brytningspunkt. Harmonisering - Mot et samlet Europa. Martin Steinbakk Mikrobiologisk avdeling Ahus, AFA og EUCAST

Screening ESBL Hvorfor og hvordan skal vi gjøre det? Nå (og i fremtiden)

Rapport Mars 2014

Velkommen til Tromsø, UNN, UiT og TØ Antibakterielle resistensmekanismer, metoder for påvisning, tolkning og klinisk betydning

Resistente bakterier i mat hva vet vi og hva er bekymringen?

nye definisjoner for S-I-R

Antibiotikaresistens - forekomst, konsekvenser og utfordringer. Regionsmøte Helse Vest, mai 2019 Petter Elstrøm Folkehelseinstituttet

Antibiotikabruk og mikrobielle økologiske effekter

Klinisk betydning av antibiotikaresistens

Hva betyr antibiotikaresistens for folkehelsen? Jørgen Vildershøj Bjørnholt Avdeling for Infeksjonsovervåking, FHI 20 mars 2014

Klassiske metoder for resistensbestemmelse

Konsekvenser av infeksjoner med antibiotikaresistente bakterier

Kvalitetskontroll av resistensbestemmelse. Olav B. Natås Stavanger 2013

Påvisning av kromosomal β-laktam resistens hos H.influenzae

ESBL. Anna Senske Lege Avdeling for smittevern og 27. april 2016

LINEZOLIDRESISTENS HOS GRAM-POSITIVE KOKKER

Påvisning av resistensmekanismer ved hjelp av MALDI-TOF massespektrometri

Resistensepidemiologi nasjonalt og internasjonalt. Gunnar Skov Simonsen

FilmArray i praksis Spesialbioingeniør Hanna Ilag, Bakteriologisk enhet Lege i spesialisering Hanne Brekke, Bakteriologisk enhet

Nærmer vi oss slutten på antibiotikaæraen?

Linezolidresistente enterokokker og karbapenemaseproduserende Gram-negative bakterier i Norge 2018

Alvorlige resistensformer påvist hos bakterier fra norske produksjonsdyr

AGENDA. β-laktamer ESBL A, ESBL M-C & ESBL CARBA MEKANISMER & EPIDEMIOLOGI

Brytningspunkter for bakteriers følsomhet for antibiotika. Arnfinn Sundsfjord Tromsø 18. oktober 2016

Kvalitetskontroll av resistensbestemmelse

Overvå kning åv resistente båkterier Årsrapport

Antibiotikaresistens hos barn - epidemiologi og drivere

Farmakologiske brytningspunkter. Bruk av PK/PD-data for å fastsette brytningspunkter. Truls Leegaard

Rasjonell antibiotikabruk. Brita Skodvin, overlege/ Phd.-stud. KAS, FoU-avd. Helse-Bergen/UiB

ÅRSRAPPORT for fra. Nasjonalt referanselaboratorium for MRSA

HVORFOR KAN DET VÆRE VANSKELIG Å DETEKTERE VRE? HVORDAN SKAL VI GJØRE DET?

Vankomycinresistente enterokokker (VRE) - hvorfor er de så suksessfulle i sykehuset?

Agenda. Betalaktamresistens hos Haemophilus influenzae. Peptidoglykan. Betalaktamantibiotika. Betalaktamantibiotika. Effekt H.

Sammenligning av 3 metoder for MIC bestemmelse av Streptococcus pneumoniae

Trusselbildet oppdatering om forekomst av antimikrobiell resistens i befolkningen og i miljøet

Forslag til opplegg for kontroll av resistensbestemmelse med agar-diffusjon. Martin Steinbakk Mikrobiologisk avdeling, Ahus og AFA

Martin Steinbakk, Per Espen Akselsen, Arnfinn Sundsfjord og Dagfinn Skaare for AFA Versjon 1.1, ISBN

Betalaktamresistens hos pneumokokker, meningokokker, gonokokker og Haemophilus influenzae. Dagfinn Skaare Kurs TØ Tromsø 19.

Problembakterier karakterisering og genotyping. André Ingebretsen Avdeling for smittevern og Avdeling for mikrobiologi Oslo universitetssykehus

Direkte identifikasjon av mikrober fra positive blodkulturer ved hjelp av MALDI-TOF

Antibiotikaresistens og resistensmekanismer

Nye nasjonale anbefalinger for rapportering av svar på resistensbestemmelse

Antibiotikaresistens. Peter Meyer Avd. for Blod- og kreftsykdommer Stavanger Universitetssykehus

SCREENING AV VRE OG ESBL

Betalaktamasepåvisning

Sammenheng mellom antibiotikaforbruk og resistensutvikling. Ragnhild Raastad Oslo universitetssykehus

Resistensbestemmelse

REFERAT FRA MØTE I FAGRÅDET FOR NORM 1. NOVEMBER 2018

Brytningspunkttabeller for tolkning av MIC-verdier og sonediametre Norsk versjon 2.1,

Den nye smittevernutfordringen Candida auris?

NORM / NORM VET 2016 Antibiotikabruk og resistens i Norge. Gunnar Skov Simonsen NORM UNN HF

REFERAT FRA MØTE I FAGRÅDET FOR NORM 20. OKTOBER 2016

Pest eller kolera? ANTIBIOTIKABRUK OG RESISTENSFORHOLD VED FINNMARKSSYKEHUSET OG I PRIMÆRHELSETJENESTEN I FINNMARK

Nordic Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing

Antibiotika og resistens

Årsrapport 2008 Kompetansesenter for påvisning av antibiotikaresistens Påvisning av antibiotikaresistens

Mikrobiologisk prøvetakning hva og hvordan

RESISTENSRAPPORT Sørlandet sykehus HF 2016 TABELLER

Vedlegg 3 til Virksomhetsrapport 2003 Kompetansesenter for påvisning av antibiotikaresistens. Helse NORD RHF 8038 BODØ 01.

3.1.3 Påvisning av antibiotikaresistens

MALDI TOF MS i klinisk mikrobiologi Status 2018

Vegard Eldholm. Molekylær TB epidemiologi

Antibiotikaresistens. Kristin Stenhaug Kilhus Mikrobiologisk avdeling Haukeland Universitetssykehus

Vankomycinresistente enterokokker VRE Epidemiologi/utbruddet på Haukeland Universitetssjukehus

ÅRSMELDING FOR NORM 2005

Årsrapport Kompetansesenter for påvisning av antibiotikaresistens Påvisning av antibiotikaresistens

Oppsummering. Aktiviteter. nordiske MRSA-presentasjonene på samme plattform. Arbeidet blir videreført i kommende år inntil ferdigstillelse.

AFA-MØTE REFERAT 1. Godkjenning av referat (DS) 2. EUCAST

Resistensbestemmelse av bakterier Metodebeskrivelse

Prinsipper ved rapportering av resistenssvar. Truls Leegaard Akershus universitetssykehus

Transkript:

HELGENOMSEKVENSERING/HURTIGDIAGNOSTIKK PÅVISNING AV ANTIBIOTIKARESISTENS BIOINGENIØRDAGEN 2017: ANTIBIOTIKARESISTENS TROMSØ 29.03.2017 ØRJAN SAMUELSEN, PROF. PHD NASJONALKOMPETANSETJENESTE FOR PÅVISNING AV ANTIBIOTIKARESISTENS (K-res) UNIVERSITETSSYKEHUSETNORD-NORGE FORSKNINGSGRUPPEI MIKROBIELLFARMAKOLOGIOG POPULASJONSBIOLOGI(MICROPOP) UIT NORGES ARKTISKEUNIVERSITET E-post: orjan.samuelsen@unn.no AGENDA Hvorfor hurtigdiagnostikk? Mulige tilnærmingsmåter: Ny teknologi Endret bruk av dagens teknologi Helgenomsekvensering 1

HVORFOR? Tidlig effektiv antibiotikabehandling viktig for overlevelse Kumar A et al. CritCare Med 2006 Redusert/bedre bruk av antibiotika http://ec.europa.eu/research/horizonprize/index.cfm?prize=better-use-antibiotics Sterling SA et al. CritCare Med 2015 Smalspektrede vs. bredspektrede DAGENS ARBEIDSFLYT 2

NY TEKNOLOGI? Mikroskopi enkeltceller (3-4 timer) ChoiJ et al. SciTranslMed 2014 Elektrokjemisk profilering/nanoteknologi (1 time) BesantJD et al. Lab Chip 2015 DIREKTE/RASKERE RESISTENSTESTING? 18-24t 18-20t 10t? 8t? 6t? 3

DIREKTE RESISTENSTESTING Konfluerende vekst i 81 % 98,9 % overenstemmelse MaelegheerK et al. EurJ ClinMicrobiolInfectDis 2017 safe to use D-AST on samples with confluent growth of E. coli and K. pneumoniae Sundqvist M et al. APMIS2015 MÅ VI INKUBERE 18-20 TIMER? Enterobacteriaceae van den Bijllaardt et al. Int J Antimicrob Agents 2017 Jonasson E et al. ECCMID 2016 Poster P850 4

UTFORDRING GENETISK RESISTENSTESTING? 5

GENOTYPI + FENOTYPI MALDI-TOF + PCR + direkte disk diffusjon (o.n inkubering) MALDI-TOF + direkte disk diffusjon (6 timer/o.n inkubering) Direkte disk diffusjon (overnatt inkubering) -> Endret antibiotikabehandling hos 12 pasienter som ikke var dekt av empirisk behandling 20-24 timer før disk diffusjons resultatene var tilgjengelig Kommedal Ø et al. APMIS 2016 HELGENOMSEKVENSERING 6

PÅGÅENDE TEKNOLOGISK UTVIKLING Mardis ER. AnnuRev Anal Chem2013 MULIGE BRUKSOMRÅDER Biomarker /virulence detection Outbreak investigations Surveillance/Molecular epidemiology AST? ID 7

FREMTIDENS ARBEIDSFLYT? Høyt samsvarmellomspecies identifisering og predikert følsomhet/resistens mellom konvensjonelle metoder og helgenomsekvenseringbade på dyrkede isolater og direkte fra prøvemateriale Hasman H et al.j. Clin. Microbiol. 2014 8

OPPDRAG Litteraturgjennomgang Sensitivitet/spesifisitet: resistenstesting/helgenomsekvensering Bruk av helgenomsekvenseringi kliniske mikrobiologiske laboratorier Epidemiologiske implikasjoner Kliniske implikasjoner for valg av antibiotikabehandling Hvordan skal helgenomsekvenseringsresultater presenteres for kliniske brukere? Drivere og barrierer i forhold til runtinebrukav helgenomsekvensering LITTERATURGJENNOMGANG Bevis/samsvar S. aureus, M. tuberculosis Enterobacteriaceae(inkl. Salmonella) S. pneumoniae, N. gonorrhoeae, P. aeruginosa, A. baumannii, C. difficile 9

S. aureus Study # isolater # antibiotika Resultater Holden MT et al. 2013 193 (all ST22) 18 99.8% concordance Gordon NC et al. 2014 491 12 Sensitivity: 97% Specificity: 99% Bradley P et al. 2015 471 12 Sensitivity: 99.1% Specificity: 99.6% HoldenMT. etal.genomeres2013; GordonNC.et al. JClinMicrobiol2014;BradleyP.et al.natcommun 2015 308 isolater 19 antibiotika Sammenlignet med ECOFF Genotypi vs. fenotypi: 98.6% samsvar (92.5 100%) Antibiotikaavhengig: amikacin 92.5% Fenotypi vs. fenotypi: Staphylococcal Ref. Labs (SRLs) vs. EUCAST development Lab. (EDL): 97.8% samsvar (94.2-99.6%) Genotypic prediction is at least as reliable as routine phenotypic testing Discrepancies just as likely represent inaccuracies in the phenotypic testing Aanensen DM. et al. mbio2016 10

M. tuberculosis complex Positive MGIT WGS Routine/ref. analysis Genomrapport: median tid på 9 dager 21 dager raskere enn ref. lab 93% samsvar species og resistensprofil Helgenomsekvensering 7% billigere/år Pankhurst LJ et al. LancetRespirMed 2016; M. tuberculosis complex Sensitivitet: 82.6%; Spesifisitet: 98.5% BradleyP. et al. Nat Commun2015 11

Enterobacteriaceae Helgenomsekvensering vs. Phoenix/M.I.C Evaluator 7 antibiotika; sammenlignet mot kliniske brytningspunkter E. coli Sens.: 99% Spes.: 96% K. pneumoniae: Sens.: 95% Spes.: 97% Species/antibiotika avhengig Stoesser N et al. J Antimicrob Chemother 2013 P. aeruginosa Meropenem/levofloxacin: Sensitivitet/spesfisitet: 91%/94% Amikacin: Genotypisk markøridentifisert i 60% avi/r isolater Genotypisk markør identifisert i 11% av følsomme isolater Kos VN. et al. Antimicrob Agents Chemother 2015 12

MIC/sone diameter Permeabilitet Effluks PBP β-laktamase (erværvet eller økt uttrykk av iboende β-laktamase) Nedsatt følsomhet/resistens: komplekst samspill av flere faktorer ikke bare tilstedeværelse/fravær av ett resistensgen/mutasjon HVA SKAL MAN SAMMENLIGNE GENOMDATA MOT? Kliniske brytningspunkter: indikerer sannsynlighet for terapeutisk suksess (S) eller behandlingssvikt (R) av antibiotikabehandling basert på mikrobiologiske funn Utfordring: tilstedeværelse av resistensgen/mutasjon gir ikke alltid klinisk resistens F.eks. ESBL-CARBA positive Enterobacteriaceae R Huang T-D. et al. J. Antimicrob. Chemother. 2014 13

ECOFF ECOFF: (epidemiologisk brytningspunkt) differensierer villtype (WT) fra ikkevilltype (NWT) med en erværvet resistensmekanisme DATA KVALITET - QC Dårlig data resistens gener/mutasjoner ikke detektert Hvilke QC parametere er viktig?: No. of reads, Average read length, No. of reads mapped to reference sequence, Depth of coverage, Size of assembled genome, Total no. of contigs, No. of contigs >500bp, N50 etc Manglende internasjonale standarder US-FDA Technical University of Denmark 14

DATABASER Utfordring: Oppdateringsfrekvens, nøyaktighet, tilgjengelighet, omfang Xavier BB et al. J Clin Microbiol2016 REFERANSE DATABASE Krav: Inneholde alle validerte resistensgener/mutasjoner Oppdateres regelmessig Overenstemmelse kriterier/standarder for å definere ett nytt resistensgen/mutasjon og varianter av disse Konsensus i forhold til nomenklatur og annotering av resistensgener/mutasjoner Mål: Challenge database for genotypi/fenotypisammenligninger og for kalibrering av andre databaser og bioinformatiske verktøy/tilnærminger 15

BIOINFORMATISKE VERKTØY/ALGORITMER Kontinuerlig utvikling av bioinformatiske verktøy/algoritmer for identifisering av resistensgener/mutasjoner Nødvendig å evaluere mot samme database ResFinder: Assembly/BLAST SRST2/KmerResistance: Mapping raw reads Accuracy Performance True pos. fraction False pos. fraction Claussen PT et al. J Antimicrob Chemother 2016 ANTIBIOGRAM BASERT PÅ GENOTYPI? E. coli: bla OXA-48, bla CTX-M-14, bla TEM-1, aada-5, aac(3)-iid, gyras83l, parc S80I, dfra-17, sul-1 Antibiotic Resistance genes Genotypic Interpretation Mecillinam OXA-48, CTX-M-14 R 2 S Piperacillin/tazobactam OXA-48, CTX-M-14 R 128 R Cefuroxime CTX-M-14 R >256 R Cefotaxime CTX-M-14 R 64 R Ceftazidime CTX-M-14 R 2 I Ertapenem OXA-48 R 1 I Meropenem OXA-48 R 0.25 S Genomisk data kan ikke predikere en reell MIC eller sone diameter. >50 år for å harmonisere brytningspunkter hvor lang tid vil det ta for å harmonisere tolkning av genotypisk data? MIC Interpretation 16

OPPSUMMERING Resistenstesting: ny teknologi på vei? Tid til resultat med dagens teknologi kan reduseres Kombinasjon av genotypi/fenotypi OPPSUMMERING HELGENOMSEKVENSERING Tilgjengelig data/bevis for bruke helgenomsekvensering til å korrekt predikere bakteriers følsomhet/resistens er enten dårlig eller ikke-eksisterende Nær fremtid: M. tuberculosis? Erstatte resistenstesting i forbindelsemed overvåkning(s. aureus) Reduserebrukavresistenstesting i referanselaboratorier. Unntak: veiledning i forbindelsemed behandling Species-antibiotika kombinasjoner med dårlig korrelasjon mellom fenotypi/genotypi Nye midler 17

18