Avaliação do perfil de sensibilidade e caracterização molecular de isolados de Klebsiella pneumoniae produtores de KPC isoladas de corrente sanguínea em quatro hospitais de Porto Alegre

Abstract

Klebsiella pneumoniae (KP) pertence à família Enterobacteriaceae e é frequentemente isolada em infecções nosocomiais, reportada globalmente como uma das mais importantes causas de bacteremias. O seu tratamento usual com β-lactâmicos foi posto a prova na década de 80, com o surgimento de cepas produtoras de β-lactamases de espectro estendido (ESBLs), e posteriormente com as carbapenemases, como sua principal representante Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), capazes de hidrolisar todos os β-lactâmicos. Apesar das limitadas opções, em geral as Klebsiella pneumoniae produtoras de KPC (KP-KPC) apresentam susceptibilidade às polimixinas, aminoglicosídeos e tigeciclina, que são comumente aplicadas em regimes terapêuticos combinados, dependente dos perfis de sensibilidade ou resistência a estas drogas, mas dos quais ainda não há informações suficientes para a definição do tratamento mais adequado. A escassez de opções terapêuticas é um dos fatores que contribuem para os altos índices de mortalidade das infecções por K. pneumoniae, de cerca de 40%. Assim, se fazem necessárias avaliações dos perfis fenotípicos de isolados de KP-KPC e a caracterização da disseminação deste mecanismo de resistência, avaliando a presença de perfis clonais relacionados dentro da população. A partir deste cenário, os objetivos deste trabalho foram determinar as concentrações inibitórias mínimas (CIMs) frente à polimixina B (PMB), meropenem (MEM) e tigeciclina (TGC), os perfis de sensibilidade frente a outras drogas comumente utilizadas no tratamento destas infecções, assim como caracterizar molecularmente as amostras resistentes à PMB. Para a determinação das CIMs e dos perfis de susceptibilidade foram utilizadas as técnicas de microdiluição em caldo e disco-difusão, respectivamente, e o perfil molecular foi analisado através de técnica de macrorestrição de DNA seguida por PFGE. Foram incluídas neste estudo 158 amostras isoladas de corrente sanguínea, de quatro hospitais terciários de Porto Alegre. Destas 158 amostras, nenhuma foi sensível a MEM de acordo com o Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI), 118 (74,7%) a PMB utilizando a recomendação do European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST), e 94 (59.5%) à TGC considerando EUCAST ou 137 (86.7%) de acordo com o Food and Drug Administration (FDA). Um total de 48 (30.4%), 28 (17.7%) e 16 (10.1%) isolados foram considerados sensíveis à amicacina (AMK) de acordo com CLSI, EUCAST e USCAST, respectivamente, e 11 (7.0%), 9 (5.7%) e 9 (5.7%) reportados como sensíveis à gentamicina (GEN) de acordo com CLSI, EUCAST e USCAST, respectivamente. Doxiciclina foi o antimicrobiano mais ativo (24, 60.0%) frente aos 40 (25,3%) isolados resistentes a PMB. Destes 40 isolados, 29(72.5%) foram caracterizados molecularmente sendo encontrados 18 clones, dos quais cinco perfis clonais foram identificados em mais de um hospital. Neste estudo, pudemos demonstrar um importante aumento nos níveis de resistência às polimixinas, acompanhado por um desafiador perfil de susceptibilidade frente as outras opções terapêuticas disponíveis, ainda que os índices de sensibilidade destas drogas variem de acordo com os pontos de corte de cada comitê. Quanto à caracterização molecular, a detecção de dezoito clones diferentes e a presença do mesmo perfil em mais de um hospital provavelmente estão associadas à emergência de resistência mediada por mutações, assim como a um processo de disseminação horizontal.

Klebsiella pneumoniae (KP) belongs to the family Enterobacteriaceae and is frequently isolated in nosocomial infections, reported globally as one of the most important causes of bacteremia. Its usual β-lactam treatment was challenged in the 1980s with the emergence of extended-spectrum β-lactamase producing (ESBLs) strains, and later with carbapenemases, as its main representative Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), capable of hydrolyze all β-lactam. Despite the limited options, KPC-producing Klebsiella pneumoniae (KPC-KP) are generally susceptible to polymyxins, aminoglycosides and tigecycline, which are commonly applied in combination therapy regimens depending on levels of sensitivity or resistance to these drugs, but of which there is still insufficient information to define the most appropriate treatment. The scarcity of therapeutic options is one of the factors that contribute to the high mortality rates of K. pneumoniae infections, of around 40%. Thus, it is necessary to evaluate the phenotypic profiles of KPC-KP isolates and the characterization of the dissemination of this resistance mechanism, evaluating the presence of related clonal profiles within the population. From this scenario, the objectives of this study were to determine the minimum inhibitory concentrations (MICs) against polymyxin B (PMB), meropenem (MEM) and tigecycline (TGC) by broth microdilution and the susceptibility profiles to aminoglycosides and other drugs by disk-diffusion method, as well as to evaluate the molecular profile of KPC-KP isolates from four tertiary hospitals in Porto Alegre. A total of 158 samples were included in this study, where none were sensitive to MEM according to the Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI), 118 (74.7%) to PMB using the recommendation of the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST), and 94 (59.5%) to TGC considering EUCAST or 137 (86.7% %) according to Food and Drug Administration (FDA). A total of 48 (30.4%), 28 (17.7%) and 16 (10.1%) isolates were considered susceptible to amikacin (AMK) according to CLSI, EUCAST and USCAST, respectively, and 11 (7.0%), 9 %) and 9 (5.7%) reported as sensitive to gentamicin (GEN) according to CLSI, EUCAST and USCAST, respectively. Doxycycline was also the most active antimicrobial (24, 60.0%) against 40 (25.3%) PMB resistant isolates. Of these 40 isolates, 29 (72.5%) were clonally related, resulting in 18 clones, where five profiles were identified in more than one hospital. In this study, we could demonstrate an important increase in the levels of resistance to polymyxins, accompanied by a challenging profile of susceptibility to other drugs, although the sensitivity indexes of the latter vary significantly according to the breakpoints of each committee. As for molecular characterization, the detection of eighteen different clones and the presence of the same profile in more than one hospital are probably associated with the emergence of resistance mediated by mutations, as well as a process of horizontal dissemination.