Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10284/4819
Título: Enterobacteriaceae resistant to extended-spectrum β- lactam antibiotics in different settings in Portugal
Outros títulos: towards an epidemiological characterization of a Public Health priority
Autor: Rodrigues, Carla Alexandra Parada
Orientador: Amorim, Ângela Patricia da Silva Novais
Machado, Elisabete
Data de Defesa: 2012
Editora: [s.n.]
Resumo: O aumento de β-lactamases de espetro alargado (ESBLs) e carbapenemases quer a nível hospitalar quer a nível da comunidade tem vindo a comprometer a utilização dos antibióticos β-lactâmicos no tratamento de infeções causadas por Enterobacteriaceae. Em Portugal, uma elevada ocorrência de ESBLs tem sido reportada enquanto que algumas carbapenemases foram apenas recentemente identificadas. Contudo, os dados epidemiológicos recentes sobre a ocorrência e diversidade de Enterobacteriaceae produtoras de ESBLs e/ou carbapenemases em Portugal são escassos. O principal objetivo deste estudo é caraterizar a diferentes níveis a epidemiologia molecular de isolados recentes de Enterobacteriaceae (2006-2010) resistentes a cefalosporinas de espetro alargado e/ou carbapenemos, provenientes de diferentes nichos ecológicos (hospitais, suiniculturas). Trezentos e dois isolados de Enterobacteriaceae obtidos entre 2006 e 2010 de diferentes origens (5 hospitais, 2 suiniculturas), foram analisados. Estes isolados incluíam: i) 264 isolados produtores de ESBLs de 3 hospitais; ii) 16 isolados com redução da suscetibilidade aos carbapenemos de 2 hospitais e iii) 22 isolados produtores de ESBLs de animais, rações e ambiente de 2 suiniculturas Portuguesas. A identificação bacteriana e o estudos de suscetibilidade a antibióticos foram efectuados por métodos clássicos. Os genes que codificam para ESBL ou carbapenemases e o seu ambiente genético foram identificados por PCR (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM, blaKPC, blaMBL, blaOXA) e sequenciação. A relação clonal entre isolados foi estabelecida por XbaI-PFGE e MLST. A análise de plasmídeos incluiu a identificação de grupos de incompatibilidade por PCR, sequenciação e hibridação, RFLP e pMLST. As alterações em porina foram investigados por PCR e SDS-PAGE. A resistência a cefalosporinas de espetro alargado foi frequentemente associada a Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae, mas também a Enterobacter cloacae, Klebsiella oxytoca, Proteus mirabilis e Serratia marcescens. Foi detetada uma grande diversidade de ESBLs, sendo que as enzimas do tipo CTX-M (CTX-M-1, -2, -9, -14, -15, -32, -79) e SHV (SHV-2, -5, -12, -28, -55, -106, -145) foram as mais predominantes em E. coli e K. pneumoniae respetivamente, enquanto que as enzimas do tipo TEM foram detetadas com menor frequência (TEM-10, -24, -52, -116, -199) em diferentes espécies de enterobactérias. Apesar de ter sido observada uma elevada diversidade clonal (264 isolados/86 pulsotipos), foram identificados clones epidémicos de E. coli (ST131) e K. pneumoniae (ST15, ST147, ST336) associados à disseminação de determinadas ESBLs (CTX-M-15, diferentes variantes de SHV) durante longos períodos de tempo em diferentes hospitais. Neste estudo, foi identificado um reservatório de genes blaCTX-M-1/-32 e blaTEM-52 em suiniculturas Portuguesas associado à disseminação de plasmídeos (IncI1/ST3 e IncN, respetivamente) e clones (E. coli complexo clonal 10) epidémicos frequentemente identificados em humanos e outros animais em diversos países. Foram identificados isolados com suscetibilidade reduzida aos carbapenemos em: i) um surto nosocomial que envolveu diferentes espécies de Enterobactericeae com alterações em porinas e produção de ESBLs ou AmpCs plasmídicas; e ii) um isolado clínico de K. pneumoniae (ST15) produtor de uma nova variante de VIM-1, designada VIM-34. Neste trabalho é descrita uma epidemiologia complexa entre as Enterobacteriaceae produtoras de ESBLs em Portugal, envolvendo uma diversidade de ESBLs, clones (alguns contendo genes blaESBL filogeneticamente relacionados) e plasmídeos. A identificação de plasmídeos e clones idênticos produtores de ESBL entre isolados de origem humana e animal sugere um papel relevante da cadeia alimentar na disseminação de bactérias produtoras de ESBLs. A deteção de isolados com suscetibilidade diminuída aos carbapenemos (devido à produção de carbapenemases ou ESBL/AmpC e alterações em porina) pertencentes a clones epidémicos em hospitais Portugueses foi importante para implementar medidas de controle de infeção adequadas e oportunas e reforçar os sistemas de vigilância. The expansion of extended-spectrum β-lactamases (ESBLs) and carbapenemases in both nosocomial and community settings has seriously compromised the use of β- lactam antibiotics in the treatment of infections caused by Enterobacteriaceae. In Portugal, a high occurrence of ESBLs has been reported and carbapenemase-producing isolates have recently emerged, although recent epidemiological data on the occurrence, diversity, and epidemiological features of ESBL- or carbapenemase-producing Enterobacteriaceae are scarce. The global goal of this study is the multi-level molecular epidemiological characterization of recent Enterobacteriaceae isolates (2006-2010) resistant to extended-spectrum cephalosporins and/or carbapenems obtained from different ecological niches (hospitalized patients, pig farms). Three hundred and two Enterobacteriaceae isolates obtained from different sources (5 hospitals, 2 piggeries) between 2006 and 2010 were studied. They included i) 264 ESBL-producing isolates from 3 hospitals; ii) 16 isolates with reduced susceptibility to carbapenems from 2 hospitals; and iii) 22 ESBL-producing isolates from animals, feed and environmental samples of two Portuguese piggeries. Bacterial identification and antibiotic susceptibility testing were performed by standard methods. ESBL or carbapenemase genes and their genetic environment were identified by PCR (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM, blaKPC, blaMBL, blaOXA) and sequencing. Clonal relatedness was established by XbaI-PFGE and MLST. Plasmid analysis included identification of incompatibility groups by PCR, sequencing and hybridization, RFLP and pMLST. Porin changes were investigated by PCR and SDS-PAGE. Resistance to extended-spectrum cephalosporins was mostly observed in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae, and also Enterobacter cloacae, Klebsiella oxytoca, Proteus mirabilis and Serratia marcescens. A high diversity of ESBLs was detected, mostly from CTX-M (CTX-M-1, -2, -9, -14, -15, -32, -79) and SHV-types (SHV-2, -5, -12, -28, -55, -106, -145), particularly among E. coli and K. pneumoniae isolates, respectively, while the TEM-type enzymes were sporadically reported (TEM- 10, -24, -52, -116, -199) in different Enterobacteriaceae species. Despite the high clonal diversity observed (264 isolates/86 PFGE-types), a few epidemic E. coli (ST131) and K.pneumoniae (ST15, ST147, ST336) clones were associated with the dissemination of particular ESBL-types (CTX-M-15, different SHV-variants) during large periods of time in different hospitals. CTX-M-1/-32 or TEM-52 types were detected among Portuguese piggeries associated with the spread of epidemic plasmids (IncI1/ST3 and IncN, respectively) and clones (E. coli clonal complex 10), frequently identified in humans and other animals in several countries. Reduced susceptibility to carbapenems was detected: i) in a nosocomial outbreak involving different ESBL or plasmidmediated AmpC-producing Enterobacteriaceae isolates exhibiting porin alterations; and ii) in a ST15 K. pneumoniae clinical isolate producing a novel VIM-1 variant, designated VIM-34. A complex epidemiology of ESBL-producing Enterobactericeae in Portugal is described, with the involvement of a diversity of ESBL-types, epidemic clones (in some cases harbouring closely related blaESBL genes) and plasmids. The identification of identical ESBL-encoding plasmids and clones between isolates from human and animal origins stresses a link through the food chain. The detection of strains with decreased susceptibility to carbapenems (either by carbapenemase production or ESBL/AmpC production plus porin changes) belonging to widespread clones in Portuguese hospitals was important to implement appropriate and timely infection control measures, and to reinforce continuous surveillance systems.
Descrição: Dissertação apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Microbiologia Clínica
URI: http://hdl.handle.net/10284/4819
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