MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta
MONITORACE MIKROBIÁLNÍHO OSÍDLENÍ PACIENTŮ JIP
Bakalářská práce v oboru Zdravotní laborant
Vedoucí bakalářské práce:
Autor:
MUDr. Jana Juránková, Ph.D.
Kristýna Slavíková
Brno, duben 2012
ANOTACE BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Autor:
Kristýna Slavíková
Univerzita, fakulta:
Masarykova univerzita v Brně, Lékařská fakulta
Obor:
Zdravotní laborant
Název práce:
Monitorace mikrobiálního osídlení pacientů na JIP
Název práce v angličtině: Monitoring of microbial colonization in ICU patients Pracoviště:
Oddělení klinické mikrobiologie FN Bohunice, Brno
Vedoucí práce:
MUDr. Jana Juránková, Ph.D.
Rok obhajoby:
2012
Abstrakt: Kriticky nemocní pacienti na odděleních JIP jsou neustále ohrožováni infekcemi způsobenými polyrezistentními nemocničními kmeny. Tyto kmeny jsou obvykle potenciálně patogenní a vyvolávají tzv. nozokomiální infekce. I v dnešní době je velkým problémem vznik výrazné a poměrně časté rezistence mikrobů k základním antibiotikům a léčba se tak velmi komplikuje. Ve své práci jsem se zaměřila na popis jednotlivých kmenů, diagnostiku gramnegativních bakterií s produkcí širokospektrých beta-laktamáz (ESBL), methicilin rezistentních zlatých stafylokoků (MRSA), vankomycin rezistentních enterokoků (VRE) a zjištění četnosti výskytu polyrezistentních kmenů u pacientů na Klinice anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny ve Fakultní nemocnici Bohunice v Brně. Má práce mě dovedla k závěru, že i přes veškerá preventivní a hygienická opatření jsou kolonizace polyrezistentními kmeny a nozokomiální nákazy stále časté. Je nutné věnovat pozornost mimo jiné také antibiotické léčbě, která by měla být volena pečlivě s ohledem na konkrétní zdravotní stav pacienta tak, aby ještě více nezatížila jeho organismus. Klíčová slova:
mikrobiální osídlení, jednotka intenzivní péče, monitorace osídlení, JIP pacient, nozokomiální infekce
Souhlasím, aby práce byla zpřístupněna ke studijním účelům a byla citována dle platných norem.
Prohlašuji, že jsem vypracovala bakalářskou práci samostatně dle pokynů vedoucí práce MUDr. Jany Juránkové, Ph.D. Při psaní jsem čerpala pouze ze zdrojů, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury.
V Brně dne: …………..
………………………… Kristýna Slavíková
Poděkování: MUDr. Janě Juránkové, Ph.D. z Oddělení klinické mikrobiologie FN Bohunice v Brně za její odborné vedení po celý čas mé bakalářské práce, za poskytnutí informací, cenných rad a připomínek. Velice děkuji za obětovaný čas, ochotu a trpělivost, kterou mi věnovala.
Hypotéza a cíl práce Cíl práce Mým cílem bylo proniknout do diagnostiky polyrezistentních kmenů bakterií a zjistit četnost výskytu kmenů způsobujících nozokomiální nákazy.
Hypotéza Předpokládám rozdíly v četnosti výskytu jednotlivých polyrezistentních kmenů na oddělení jednotky intenzívní péče. Očekávám, že největší podíl na nozokomiálních infekcích by mohly mít kmeny ESBL, menší pak MRSA a VRE. Z bakterií s produkcí širokospektrých beta-laktamáz by se mohla nejčastěji vyskytovat Klebsiella pneumoniae.
Obsah ANOTACE BAKALÁŘSKÉ PRÁCE........................................................................................9 Hypotéza a cíl práce ..................................................................................................................12 Seznam použitých zkratek ..........................................................................................................9 Úvod..........................................................................................................................................11 1.
Fyziologická flóra člověka ..............................................................................................12
1.1. Obecně .............................................................................................................................12 1.2. Normální osídlení kůže ...................................................................................................13 1.2.1.
Staphylococcus epidermidis ............................................................................ 13
1.2.2.
Staphylococcus hominis .................................................................................. 13
1.2.3.
Staphylococcus aureus .................................................................................... 13
1.2.4.
Korynebakterie ................................................................................................ 14
1.2.5.
Probionibacterium .......................................................................................... 14
1.3. Respirační trakt................................................................................................................15 1.3.1.
Moraxella catarrhalis ..................................................................................... 15
1.3.2.
Haemophilus influenzae .................................................................................. 15
1.3.3.
Streptococcus pneumoniae.............................................................................. 16
1.3.4.
Neisseria meningitidis ..................................................................................... 16
1.4. Zažívací trakt ...................................................................................................................16 1.4.1.
Streptococcus salivarius ................................................................................. 17
1.4.2.
Streptococcus mitis ......................................................................................... 17
1.4.3.
Helicobacter pylori ......................................................................................... 17
1.4.4.
Laktobacily ..................................................................................................... 18
1.4.5.
Enterokoky ...................................................................................................... 18
1.4.6.
Kvasinky ......................................................................................................... 18
1.4.7.
Escherichia coli .............................................................................................. 18
1.4.8.
Enterobacter sp. .............................................................................................. 19
1.4.9.
Bifidobacterium............................................................................................... 19
1.4.10.
Clostridium ..................................................................................................... 19
1.4.11.
Bacteroides ..................................................................................................... 19
1.4.12.
Peptococcus a Peptrostreptococcus................................................................ 20
1.5. Urogenitální trakt ............................................................................................................20 1.5.1.
Enterococcus faecalis ..................................................................................... 20
1.5.2.
Proteus ............................................................................................................ 20
1.5.3.
Mykobakterie .................................................................................................. 21
1.5.4.
Streptococcus agalactiae ................................................................................ 21
2.
Teoretická kolonizace pacientů JIP .................................................................................23
2.1. Jednotka intenzívní péče .................................................................................................23 2.2. Nozokomiální infekce .....................................................................................................23
3.
2.2.1.
Dělení nemocničních infekcí .......................................................................... 24
2.2.2.
Nejčastější původci nozokomiálních infekcí .................................................. 25
2.2.3.
Přenos původců NN ........................................................................................ 28
2.2.4.
Prevence vzniku NN ....................................................................................... 28
Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP – ESBL ...............................................30
3.1. Definice ...........................................................................................................................30 3.1.1.
Bakterie s produkcí širokospektrých beta-laktamáz ....................................... 30
3.1.2.
Typy beta-laktamáz ......................................................................................... 31
3.2. Riziko vzniku infekce, diagnostika, léčba .......................................................................32 3.2.1.
Beta-laktamová antibiotika - Peniciliny.......................................................... 33
3.2.2.
Beta-laktamová antibiotika - Cefalosporiny ................................................... 34
3.2.3.
Beta-laktamová antibiotika - Monobaktamy................................................... 36
3.2.4.
Beta-laktamová antibiotika - Karbapenemy ................................................... 36
3.3. Mechanismy rezistence ...................................................................................................37 4.
Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP - MRSA .............................................40
4.1. Definice ...........................................................................................................................40 4.2. Riziko vzniku infekce ......................................................................................................40 4.3. Diagnostika ......................................................................................................................41 4.3.1.
Koagulázový test ............................................................................................. 41
4.3.2.
Dekapsulační test ............................................................................................ 42
4.3.3.
Kultivace na selektivních půdách s oxacilinem .............................................. 43
4.4. Léčba ...............................................................................................................................43 5.
Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP – VRE .................................................45
5.1. Definice ...........................................................................................................................45 5.1.1.
Enterococcus faecium ..................................................................................... 45
5.1.2.
Enterococcus faecalis ..................................................................................... 46
5.2. Riziko vzniku infekce ......................................................................................................47 5.3. Diagnostika ......................................................................................................................47 5.3.1.
Kultivační média ............................................................................................. 47
5.3.2.
PYR test .......................................................................................................... 48
5.3.3.
Průkaz přítomnosti skupinově specifického antigenu D ................................. 48
5.4. Léčba ...............................................................................................................................48
EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST ....................................................................................................50 6.
Materiál............................................................................................................................50
7.
Metodika ..........................................................................................................................51
8.
7.1.1.
Zpracování materiálu obecně: ......................................................................... 51
7.1.2.
Zpracování jednotlivých druhů materiálu ....................................................... 51
7.1.3.
Příklady typů půd a vykultivovaných kmenů polyrezistentních kmenů ......... 53
Analýza a vyhodnocení dat .............................................................................................58 8.1.1.
Záchyt polyrezistentních kmenů na JIP – KARIM ......................................... 58
8.1.2.
Záchyt jednotlivých druhů patogenů .............................................................. 59
8.1.3.
Výskyt polyrezistentních kmenů v závislosti na pohlaví pacienta ................. 60
8.1.4.
Výskyt polyrezistentních kmenů v závislosti na původu materiálu ................ 63
8.1.5.
Výskyt více kmenů ......................................................................................... 66
Diskuze .....................................................................................................................................68 Závěr .........................................................................................................................................71 Seznam použité literatury: ........................................................................................................72 Příloha: ......................................................................................................................................78
Seznam použitých zkratek AmpC
Amp - název genu, který kóduje beta-laktamázu; C - konstitutivní
CAA
Cephalexin Aztreonam Arabinose agar
DÚ
dutina ústní
DDST
Double-disk synergy test
E-test
Epsilometer test
ECDC
European Center for Disease Prevention and Control
EHEC
enterohemoragický kmen Escherichia coli
EIEC
enteroinvazivní kmen Escherichia coli
EPEC
enteropatogenní kmen Escherichia coli
ESBL
širokospektré beta-laktamázy (extended-spectrum β-lactamases)
ETEC
enterotoxigenní kmen Escherichia coli
G+
grampozitivní bakterie
G-
gramnegativní bakterie
IHOK
Imunohematoonkologie
i.m.
intramuskulární
IMI-1
antibiotikum Imipenem
i.v.
intravenózní
JIP
jednotka intenzívní péče
KARIM
Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny
KDO
Klinika dětské onkologie
KPC
kabapenemázy
MBL
metalo-beta-laktamázy
MH
Mueller Hintonův agar
MIC
minimální inhibiční koncentrace
MRSA
Methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus
NCCLS
National Committee for Clinical Laboratory Standards
NI
nozokomiální infekce 9
NN
nozokomiální nákazy
PBP
Penicilin-Binding Proteins
p.o.
perorální
PPM
potenciální patogenní mikroorganismy
PSE
Pfizer Selective Enterococcus agar
PYR
test k průkazu PYRázy (pyrrolidonyl arylamidázy)
SB5
Slanetz-Bartleyho půda
SHV-1
beta-laktamáza typu SHV
SME-1
karbapenemáza typu SME
TEI
Teikoplanin
TEM-1, 2
enzym Temoniera
VAN
Vancomycin
VRE
Vancomycin-rezistentní Enterococci
VRSA
Vancomycin-rezistentní Staphylococcus aureus
10
Úvod Mikroorganismy jsou všude kolem nás - v půdě, ve vodě, ve vzduchu, v tělech živočichů a rostlin, atp. Lidské tělo je od narození osídlováno různými druhy bakterií. Tyto mikroorganismy jsou součástí tzv. fyziologické mikroflóry. Jsou pro člověka užitečné, chrání ho, nebo mu alespoň nezpůsobují žádné potíže. Kolonizují kůži, respirační, zažívací a urogenitální trakt. Ve své práci se podrobněji zabývám jednotlivými soustavami a mikroby, jež je běžně osídlují. Setkat se ovšem můžeme i s potenciálně patogenními mikroorganismy. Jedná se převážně o bakterie, které nacházíme běžně u zdravých lidí. Problém mohou způsobovat u oslabených jedinců, kteří trpí jiným základním onemocněním a mají oslabenou imunitu. Potíže vyvolávají taktéž při přestupu z míst svého fyziologického výskytu do tkání a orgánů, kde se běžně nevyskytují, např. chirurgické zákroky, otevřené rány. Jde tedy většinou o závažně nemocné pacienty, kteří jsou léčeni na odděleních jednotek intenzívní péče. Na odděleních JIP musí být striktně dodržovány hygienické pokyny, už jen proto, aby nedocházelo k přenosu mikrobů na pacienty z vnějšího okolí nebo zbytečnému šíření mikroorganismů po těle hospitalizovaného. Podle charakteristických vlastností můžeme potenciální patogeny rozdělit do několika skupin. Blíže se zabývám tzv. polyrezistentními kmeny, kam patří: gramnegativní bakterie s produkcí širokospektrých beta-laktamáz (ESBL), methicilin rezistentní zlaté stafylokoky (MRSA) a vankomycin rezistentní enterokoky (VRE). V experimentální části popisuji diagnostiku polyrezistentních kmenů v laboratoři Klinické mikrobiologie ve Fakultní nemocnici v Brně a porovnávám statistické záznamy zachycených kmenů u dospělých pacientů na oddělení jednotky intenzívní péče KARIM Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny ve Fakultní nemocnici Bohunice v Brně za rok 2011.
11
1. Fyziologická flóra člověka 1.1. Obecně Lidské tělo je hostitelem pro miliardy bakterií různých druhů. Po narození je každý lidský organismus postupně kolonizován mikroorganismy z vnějšího prostředí. Povrch těla, čímž rozumíme kůži, sliznice respiračního, gastrointestinálního a urogenitálního traktu, je osídlován charakteristickými druhy mikrobů, které v daném prostředí nepůsobí jako patogeny (1). Jsou součástí běžné mikroflóry. Mezi hostitelem - člověkem, a mikroby se udržuje rovnováha a dochází k ovlivnění fyziologických funkcí. I když má každý organismus svou vlastní unikátní mikroflóru, z velké části vždy převažují bakterie rodu Streptococcus a Bacteroides (2). Normální flóra nás chrání před vysoce patogenními organismy, pomáhá při tvorbě vitamínů a ničení bakteriálních toxinů, ale může také podporovat onemocnění (2). Termínem přechodná flóra se označuje taková flóra, kdy je povrch těla přechodně osídlen bakteriemi s patogenními vlastnostmi pro dané prostředí (např. Klebsiella pneumoniae v nose) v důsledku poranění nebo jiného onemocnění. Pokud patogenní mikrob přetrvává, může dojít až k závažné sekundární infekci. Mezi makroorganismem a fyziologickou mikroflórou lze najít několik vztahů: Mutualismus – vzájemné soužití mezi dvěma a více organismy, je prospěšné pro všechny. Jedná se o druh symbiózy. Významným zástupcem je zde Escherichia coli. Komensalismus – vztah mezi organismy, kdy jeden má z tohoto soužití prospěch a druhý není ovlivněn. Mezi typické komenzály řadíme některé střevní bakterie. Parazitismus – jeden z organismů výrazně prospívá na úkor druhého. Oportunní patogenní vztah – hostitel je poškozen pouze tehdy, je-li oslaben infekcí. „Význam normální flóry v protekci kůže a sliznic před invazí druhů s vyšší patogenitou je výsledkem souhry rozličných mechanismů, z nichž se nejvíce uplatňuje obsazení buněčných receptorů, kompetice o živiny, produkce bakteriocinů, vznik metabolických produktů inhibujících růst (kyselina mléčná), změny prostředí (pH) (1).“
12
1.2. Normální osídlení kůže Kůže je největší lidský orgán. Za fyziologických podmínek je osídlována tzv. normální flórou, která má mimo jiné za úkol zabránit prostupu patogenních bakterií, virů, parazitů a hub do lidského těla a chránit ho tak před vznikem infekce. „Normální osídlení je ovlivněno vlastnostmi kůže (vlhkostí, umístěním mazových a potních žláz) a kontaminací ze sousedních sliznic (nos, konečník apod.) (1).“ Běžně v ní nacházíme některé eukaryotické houby a prvoky, z převážné části je však tvořena bakteriemi (3). Hlavními bakteriemi na povrchu kůže jsou Staphylococcus epidermidis a Staphylococcus hominis a některé další koaguláza negativní stafylokoky. Na perineu a dále i na sliznici nosní se častěji vyskytuje Staphylococcus aureus (1). Acinetobacter a lipofilní korynebakterie se vyskytují v místech se zvýšenou koncentrací triglyceridu v mazu. Z hub zde nacházíme kandidy. 1.2.1. Staphylococcus epidermidis Staphylococcus epidermidis (Staph epi, S. epidermidis) je grampozitivní, koaguláza negativní, fakultativně anaerobní, nesporulující kok o průměru 1µm. Na krevním agaru nevytváří zónu hemolýzy. S. epidermidis je klasický oportunní patogen. U lidí s oslabenou imunitou nebo u dlouhodobě hospitalizovaných pacientů s permanentním katetrem může být příčinou závažných infekcí. „U člověka se dominantně vyskytuje na kůži obličeje, v axilách a inguinální krajině, na perineu, na končetinách a na sliznici nosohltanu. S. epidermidis netvoří nejen koagulázu a pigment, ale také alfa a beta hemolyzin a leukocidin. Neprodukuje ani klasické exotoxiny – enterotoxiny (1).“ Tyto bakterie jsou ve velké míře rezistentní k antibiotikům. 1.2.2. Staphylococcus hominis Staphylococcus hominis je grampozitivní, aerobní, nesporulující kok. „Jedná se o patogenního, vysoce virulentního stafylokoka, který je významným nozokomiálním agens infekcí krevního řečiště. Nejčastěji bývá izolován právě z hemokultur (cca 70% izolátů), ale i v ostatních případech se jedná o závažný klinický materiál (4).“ 1.2.3. Staphylococcus aureus Zlatý stafylokok, jak je také Staphylococcus aureus nazýván, je koaguláza pozitivní stafylokok. Nacházíme ho na nosní sliznici a na kůži u zdravých lidí, kde nezpůsobuje žádné onemocnění. Při poranění kůže může vzniknout infekce. „Produkuje řadu komplexních látek 13
buněčné stěny, exoenzymů a toxinů, z nichž mnohé se uplatňují jako faktory virulence. Je dobře adaptovaný na kolonizaci kůže a sliznic a spolu se streptokoky patří mezi nejčastější původce pyogenních infekcí nebo intoxikací člověka i zvířat (1).“ S. aurea prokazujeme testem na plasmokoagulázu, katalázovým testem, štěpením manitolu a latexovou aglutinací, průkazem hyaluronidázy. Zlatý stafylokok může být methicilin-rezistentní, tzv. MRSA (Methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus), což znamená, že „kmen je rezistentní ke všem beta-laktamům a současně
bývají
některé
kmeny
rezistentní
i
k tetracyklinu,
aminoglykosidům
a fluorochinolonům. Multirezistence je u něho běžná (1).“ Hospitalizovaní pacienti jsou k infekci náchylnější. MRSA je častou nozokomiální nákazou, proto je nutné dodržovat přísné bezpečnostní postupy, aby nedocházelo k přenosu infekce z jednoho pacienta na druhého. 1.2.4. Korynebakterie Korynebakterie získaly název podle svého charakteristického tvaru kyjovité tyčky (z řeckého koryne, kyj). Uspořádány jsou buď do dvojic, kdy svírají tupý úhel, nebo jako kůly do tzv. palisády. Jedná se o grampozitivní bakterie, nesporulující, nepohyblivé, fakultativně aerobní, pozitivní na katalázu. Poznávacím znakem je též vysoký obsah cytosinu a guaninu. Jsou to velmi odolné bakterie. Snáší vyschnutí i zvýšené koncentrace solí. Kultivují se spolehlivě na krevním agaru. Ostatní korynebakterie jsou mikroby běžně nacházené ve fyziologické mikroflóře kůže. Pokud se ovšem dostanou do organismu, mohou zapříčinit katetrové sepse a infekce ran. Významným zástupcem je v tomto ohledu v poslední době především Corynebacterium jejkeium. Jde o obávaného nozokomiálního patogena, který se u zdravého člověka téměř nevyskytuje, ale u hospitalizovaných ho nalézáme až ve 40 % případů. U těchto kmenů se velmi často vyskytuje polyrezistence a léčba antibiotiky je tak velmi obtížná (5). 1.2.5. Probionibacterium Propionibakterie
jsou grampozitivní, anaerobní tyčky kyjovitého tvaru. Mohou
vyvolávat endogenní infekce (anaerobní) a vzácně také sepse. Tyto bakterie jsou schopné syntetizovat pomocí transkarboxylázových enzymů mléčnou kyselinu. Nacházíme je v mazových a potních žlázách. Většinou nepůsobí žádné potíže, občas se spoluúčastní na vzniku akné (1).
14
1.3. Respirační trakt „Respirační trakt má více ekosystémů s charakteristickou flórou (nosní průduch, orofarynx, tonsily, larynx, trachea a plíce). Nos, orofarynx a tonsily jsou velmi hustě kolonizovány (1).“ V nosní dutině se z nepatogenních bakterií nachází ve velké míře Staphylococcus epidermidis, koryneformní bakterie a Moraxella catarrhalis. Z fakultativních patogenů nacházíme Haemophilus influensae a Staphylococcus aureus. Na chloupcích v nose lehce ulpí řada dalších mikroorganismů z vnějšího prostředí, především jsou-li navázány na prachové částice. Vedlejší dutiny nosní by měly být za normálních okolností bez mikroflóry (6). „Ve faryngu a na tonsilách převažují různé druhy ústních streptokoků a nepatogenní druhy neiserií s menším zastoupením koryneformních tyček. Z druhů s vyšším patogenetickým potenciálem se tu přechodně mohou vyskytovat v závislosti na prostředí a roční době nevirulentní neopouzdřené fáze Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis a Haemophilus influenzae (1).“ V dolních cestách dýchacích se za fyziologických okolností žádné bakterie nevyskytují. 1.3.1. Moraxella catarrhalis Jde o gramnegativního diplokoka, který se dříve řadil mezi neisserie. Nefermentuje cukry, produkuje katalázu a oxidázu. Chová se jako podmíněný patogen schopný vyvolat zánět dolních dýchacích cest (1). 1.3.2. Haemophilus influenzae Haemophilus influenzae je fakultativně anaerobní, nepohyblivá, nesporulující kokoidní tyčka. V mladých kulturách nalézáme formy kokobacilární. Později kultura nabývá neobyčejné polymorfie. Na obyčejném krevním agaru roste H. influenzae pouze v sousedství stafylokoků či mikrokoků. Podle charakteru polysacharidů pouzdra se hemofily řadí do šesti antigenních typů, které se označují kmeny a až f. Virulence kmene je podmíněna tvorbou pouzdra. Prudké infekce (meningitidy, hnisavé sinusitidy, laryngotracheatidy, konjunktivitidy a otitidy) jsou vyvolány především typem b (1). Jako prevence slouží „možnost podávat kapsulární polysacharid H. influenzae typ b, polyribosylribitol fosfát, jako očkovací látku. Imunogenitu této očkovací látky zvýšíme 15
konjugací s proteinovým nosičem, např. s difterickým toxoidem. Vakcína se může kombinovat spolu s vakcínami proti tetanu, difterii a pertussi (5).“ 1.3.3. Streptococcus pneumoniae Streptococcus
pneumoniae
je
grampozitivní,
alfa-hemolytická
bakterie
tvaru
lancetovitého koku. Obvykle se vyskytuje v páru, ale může tvořit také řetízky. Pneumokok byl izolován v roce 1881 Louisem Pasteurem (7). Způsobuje pneumonie, hnisavé meningitidy a sepse. 1.3.4. Neisseria meningitidis Jedná se o gramnegativní diplokoky, nesporulující, ve většině případů opouzdřené. Tvoří katalázu a oxidázu, okyseluje sacharidy bez tvorby plynu. Izoluje se převážně z nasofaryngu, kde může vyvolávat nasofaryngitidu. Z nasofaryngu může proniknout do krevního oběhu a vyvolat bakteriémii. Často vede ke vzniku hnisavé meningitidy (1).
1.4. Zažívací trakt Kolonizace dutiny ústní je závislá na schopnosti bakterií přichytit se na povrchových plochách zubů a sliznic dutiny ústní. Slouží k tomu lektiny, bílkoviny, které se navážou na sacharidy na povrchu sliznice nebo v povlaku mezi zuby, a umožní tak pevné zakotvení na podkladu. V dutině ústní se bakterie vyskytují nejvíce v mezerách mezi zuby v koncentraci 1011/g a ve slinách v koncentraci 109/g. Přes sedmdesát procent mikroflóry jazyka a dalších sliznic tvoří řetízkovitě uspořádané bakterie streptokoků, zvláště Streptococcus salivarius a Streptococcus mitis (8). Pod okraji zubní sliznice a v dentálních chobotech je přítomna početná anaerobní flóra nesporulujících druhů (Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichie, atp.). V jícnu se obvykle normální flóra neprokazuje, což je dáno patrně velmi rychlou pasáží obsahu do žaludku (1). V žaludku fyziologickou flóru běžně nenacházíme. Je to způsobeno především tím, že buňky žaludeční sliznice jsou schopny produkovat kyselinu chlorovodíkovou, která je pro život mikroorganismu nepříznivá, a mikroby jsou zde rychle usmrceny. Z běžně se vyskytujících bakterií zde přežívají laktobacily, enterokoky a kvasinky, kterým nízké pH 16
nevadí. Patologicky se zde může vyskytovat Helicobacter pylori, což je druh gramnegativní bakterie. Způsobuje žaludeční vředy a gastritidy. „Mikroflóra tenkého střeva je chudá, i když jsou ve střevě pro existenci mikrobů mnohem příznivější podmínky než v žaludku. Dvanáctník a kraniální oddíly tenkého střeva jsou téměř bez mikroorganismů. Je to dáno jednak relativně velkou peristaltikou a také ještě poměrně velkým množstvím žaludeční a žlučových kyselin (8).“ Osídlení nastává teprve v dolní části kyčelníku (poslední část tenkého střeva). Normální mikroflóru tenkého střeva tvoří asi jen 5-6 rodů mikroorganismů (laktobacily, bakteroidy, enterokoky, koliformní bakterie, kvasinky). Ve slepém a tlustém střevě je střevní pasáž pomalejší a prostředí je zde poněkud odlišné (nižší obsah kyslíku, méně kyselé pH) (8). „Bylo identifikováno více než 400 druhů, které je možno považovat za normální flóru tlustého střeva. Z tohoto množství více než 95% tvoří bakterie
striktně
anaerobních
druhů
Bacteroides,
Bifidobacterium,
Eubacterium,
Peptostreptococcus a Clostridium (1).“ Z dalších druhů při aerobní kultivaci pravidelně prokazujeme enterobakterie, především E. coli. 1.4.1. Streptococcus salivarius Streptococcus salivarius (Str. salivarius) je grampozitivní sférická bakterie. Je považován za hlavního komenzála v ústní dutině člověka a fyziologicky jej nacházíme i v horních cestách dýchacích. V ústech tvoří základ zubního plaku a při narušení ústní sliznice může prostoupit do krevního řečiště (7). 1.4.2. Streptococcus mitis Jedná se o bakterii kolonizující zubní povrchy a mukózní tkáně v ústní dutině. Streptococcus mitis je grampozitivní, nepatogenní alfa-hemolytický kok, který ale může po prostupu do krve způsobovat endokarditidu, tedy zánět výstelky srdeční. 1.4.3. Helicobacter pylori Helicobacter pylori je gramnegativní bakterie spirálovitého tvaru mající tvar písmene V nebo Y. Jeho patogenní role u člověka nebyla dosud přesvědčivě prokázána. Bakterie nacházíme především v hlenu (5). Může mít souvislost se vznikem žaludečního vředu a zhoubných nádorů žaludku. Ke kultivaci se využívají půdy obohacené sérem, koňskou krví a heminem. H. pylori je původcem chronické gastritidy typu B. „Přenosovou formou je patrně forma kokoidní, která představuje formu více rezistentní k zevním vlivům. Po průniku bakterie do žaludku chrání 17
bakterii před kyselým prostředím produkce vlastní ureázy: Ta štěpí ve tkáni přítomnou močovinu na NH3 a CO2 (1).“ 1.4.4. Laktobacily „Většina druhů rodu Lactobacillus fermentuje glukózu a laktózu na laktát a odtud pochází jméno tohoto rodu (5). Laktobacily jsou robustní, grampozitivní, nesporulující tyčky. Mezi tyto bakterie řadíme druhy, které kolonizují ústní dutinu člověka, gastrointestinální trakt a vaginu. Jsou často nepatogenní, ale přesto jsou řazeny mezi původce endokarditid, novorozeneckých
meningitid,
chorioamnionitid,
abscesů
a
bakteriémií,
zvláště
u imunokompromitovaných pacientů. Jelikož kyselina mléčná díky sníženému pH snižuje šíření hnilobných bakterií, využívají se laktobacily ke konzervaci potravin (5). 1.4.5. Enterokoky Enterokoky jsou grampozitivní, kataláza negativní diplokoky. Jsou kultivačně nenáročné a rezistentní k vysokému pH (8,5). Mají schopnost růst v hypertonickém prostředí (6,5 % NaCl). Izolujeme je nejčastěji ze stolice. Tyto bakterie jsou důležitou součástí fyziologické mikroflóry tlustého střeva, mohou být prokazovány i v tenkém střevě a v genitálním traktu. Enterokoky jsou častými a významnými původci infekcí močových a žlučových cest, gynekologických zánětů a infekčních komplikací po chirurgických operacích břišní dutiny (1). 1.4.6. Kvasinky Jedná se o mikromycety kulatého, oválného nebo protáhlého tvaru a jsou zřetelně větší, než bakterie (3-15 µm). Z povrchu kvasinek obvykle pučí dceřiné buňky, které se mohou rychle oddělovat nebo setrvávají delší čas spojené s mateřskou buňkou. Některé rody kvasinek mohou tvořit pseudomycelia nebo chlamydokonidie. Kvasinky jsou oportunní patogeny, které jsou u člověka závislé na stavu jeho imunitního systému. Dovedou vyvolat mykózy jak povrchové, tak i systémové (5). 1.4.7. Escherichia coli Escherichia coli (E. coli) je gramnegativní, anaerobní tyčka. Je běžným komenzálem tlustého střeva. „Patogenita E. coli vyvolává 2 typy onemocnění: extraintestinální (zejména
18
močových cest, septická onemocnění, infekce ran, hnisavé procesy) a v intestinálním traktu infekce provázené průjmy (1).“ V zažívacím traktu se mohou vyskytovat druhy, které tu působí jako patogeny. Podle mechanismu účinku tyto tzv. enteropatogenní kmeny E. coli označujeme jako: enteropatogenní
(EPEC),
enterotoxigenní
(ETEC),
enteroinvazivní
(EIEC)
a enterohemoragické (EHEC). (1) 1.4.8. Enterobacter sp. Enterobacter je druhou nejčastější enterobakterií nalézanou ve střevě člověka (nejčastější je E. coli). Patří mezi gramnegativní, pohyblivé tyčky a je dobře přizpůsoben životu ve střevě. Mimo střevo může endogenně způsobit infekci a mohou se objevit i epidemické výskyty. Je ve vyské míře rezistentní k antibiotikům. 1.4.9. Bifidobacterium Bifidobacterium je rod, do kterého patří grampozitivní, nesporulující, anaerobní tyčky. Běžně je nacházíme ve fyziologické flóře ústní dutiny a zažívacího traktu. Za patologický druh je zatím považován pouze Bifidobacterium dentium, který se podílí na vzniku zubního kazu (5). 1.4.10.
Clostridium
Jedná se o grampozitivní sporulující, většinou pohyblivé mikroby, které rostou v anaerobním prostředí. „Díky tvorbě enzymů (superoxiddismutasa, peroxidasa, kataláza apod.), které neutralizují kyslíkové a peroxidové radikály, jsou některé druhy schopny tolerovat v prostředí malá množství kyslíku (5).“ Charakteristickým znakem tohoto rodu je tvorba endospor kulatého nebo oválného tvaru. Umístění endospor je typické pro různé druhy. Klostridia jsou obvykle saprofyté a účastní se hnilobných procesů. Tvorba spor zajišťuje jejich vysokou odolnost při nepříznivých podmínkách zevního prostředí (5). 1.4.11.
Bacteroides
Bacterides jsou gramnegativní, nesporulující, anaerobní mikroby. Jsou součástí mikroflóry zažívacího traktu, ale nalézáme je i v ústní dutině a ve vagině. Nejvýznamnějšími patogeny jsou druhy Bacteroides fragilis a Bacteroides thetaiotaomicron. B. fragilis je často izolovanou bakterií a je velmi odolné vůči antibiotikům. Podílí se na infekcích v dutině břišní, pánvi, mediastinu a dutině ústní. Mohou tvořit beta-laktamázy, což způsobuje potlačování účinku beta-laktamových antibiotik (2). 19
1.4.12.
Peptococcus a Peptrostreptococcus
Tyto dva druhy mikrobů patří do skupiny grampozitivních, anaerobních koků. Jsou příbuzné Klostridiím. Mohou se vyskytovat jako součást fyziologické mikroflóry trávicího traktu a ústní dutiny, případně kůže či genitálu. Spolu s jinými anaerobními bakteriemi (E. coli) dokáží vyvolat infekční proces – polymikrobiální infekci (5).
1.5. Urogenitální trakt Význam tohoto osídlení je zejména v tom, že kontaminuje běžným způsobem odebíranou moč, což je nutno při interpretaci kultivačních výsledků respektovat. Tato kontaminace dosahuje jen nízkých hodnot, proto je nutné kvantitativní vyšetření (1). Do normální mikroflóry řadíme tyto bakterie: Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, kyjovité (difteroidní) tyčky. Přechodně se může vyskytnout E. coli a Proteus. Na vnějším genitálu je vedle kožních bakterií a výše jmenovaných bakterií konce močové trubice obligátně přítomno Mycobacterium smegmatis. V pochvě nalézáme u dívek před dosažením pohlavní zralosti a u žen po klimakteriu enterokoky, koaguláza negativní stafylokoky, koliformní bakterie a difteroidy. V období reprodukční zralosti zde dominují laktobacily a vedle nich jsou přítomny kvasinky, difteroidy a mykoplasmata. Mikroflóra také reaguje na menstruační cyklus (6). Ne vzácně je vagina kolonizována Streptococcus agalactiae bez klinických důsledků, ale s rizikem infekce pro novorozence. Při zvýšeném výskytu těchto minoritních druhů je nutno uvažovat o příčině (hormonální změny – pohlavní hormony, diabetes, antibiotická léčba) (1). 1.5.1. Enterococcus faecalis Enterococcus
faecalis
je
grampozitivní,
fakultativně
anaerobní,
nepohyblivá,
nesporulující, kokovitá bakterie. Roste na krevním agaru obohaceném o 6,5% NaCl. Je kataláza negativní a z argininu si tvoří amoniak. Je jednou z příčin infekcí močových cest, dále způsobuje endokarditidu a respirační choroby. 1.5.2. Proteus Rod Proteus patří mezi gramnegativní tyčkovité bakterie. Je charakteristický plazivým růstem na kultivačních půdách tuhé povahy a má schopnost tvořit ureázu. Proteus je součástí
20
fyziologické mikroflóry střevního traktu, problém ovšem nastává ve chvíli, kdy se dostane do močových cest. Vzniká infekce. K infekci močových cest dochází nejčastěji při instrumentálním vyšetření a může se rozšířit do celého organismu. Uvolněný amoniak dráždí sliznici a poškozuje epitel ledvin, podporuje také vznik močových kamenů. Patří sem druhy: Proteus vulgaris, Proteus pennerii, Proteus mirabilis (1). 1.5.3. Mykobakterie Mykobakterie jsou acidorezistentní, nepohyblivé, kataláza pozitivní bakterie. Ve stěně jsou přítomny lipidy, především mastné kyseliny a odvozené estery, které jsou pro tento rod charakteristické a které způsobují jejich špatnou barvitelnost (2). Průkaz těchto látek se používá v diagnostice, pro jejich pěstování je vhodná Šulova půda. „Rod Mycobacterium zahrnuje více než 50 druhů, mezi nimiž jsou vedle obligátně patogenních původců tuberkulózy a lepry též podmíněně patogenní (např. Mycobacterium smegmatis) a nepatogenní druhy (1).“ 1.5.4. Streptococcus agalactiae Streptococcus agalactiae je grampozitivní, kataláza negativní kok či diplokok. Je řazen do skupiny beta-hemolytických pyogenních streptokoků, které mají skupinový antigen B. Způsobuje mastitidu u hovězího dobytka, u člověka je příčinou závažných onemocnění – průkaz na tonsilách, v respiračním a zažívacím traktu, ve vagině. „Významné je nosičství zejména u těhotných, neboť může ohrozit rodičku a hlavně novorozence, který se nakazí při porodu (poraněním, aspirací). Při infekci časného typu u novorozence převažují meningitidy, sepse, ale může vzniknout i pneumonie (1).“
21
Shrnutí normálního mikrobiálního osídlení člověka znázorňuje následující tabulka 1. BACTERIUM
Skin
Staphylococcus epidermidis Staphylococcus aureus* Streptococcus mitis Streptococcus salivarius Streptococcus mutans* Enterococcus faecalis* Streptococcus pneumoniae* Streptococcus pyogenes* Neisseria sp. Neisseria meningitidis* Enterobacteriaceae*(Escherichia coli) Proteus sp. Pseudomonas aeruginosa* Haemophilus influenzae* Bacteroides sp.* Bifidobacterium bifidum Lactobacillus sp. Clostridium sp.* Clostridium tetani Corynebacteria Mycobacteria Actinomycetes Spirochetes Mycoplasmas
++ +
++ = nearly 100 percent pathogen
+/-
++ +
Conjunctiva + +/-
Nose
Pharynx Mouth
++ +
++ + ++ ++ ++ + + + + +
+ ++ +/-
Ant. urethra ++ +/+
++
+
Lower GI
Vagina
+/+/+
+/+ +
++ + + ++ + +/+ + ++ ++
+/-
+/-
+/-
+
++
+
+
+/-
+
+ +/-
+
+
+ +/+
+ +
+/-
+ +/+
++ ++ ++ ++ +/+ +
+
+/-
+
++ +/-
+
++ +/-
+ +/+ + +
+
+ = common (about 25 percent)
+ ++ +
+
++ +
+ +/+/+ +
++
+ +
+
+/-
+
+/- = rare (less than 5%)
Tabulka 1. Bakterie běţně se vyskytující na povrchu lidského těla. (3)
22
+/-
++ + +
* = potential
2. Teoretická kolonizace pacientů JIP 2.1. Jednotka intenzívní péče Jednotka intenzívní péče (JIP) je specializované oddělení nemocnice, na kterém je věnována specifická intenzívní pozornost vážně nemocným pacientům (termín kriticky nemocný), kterým selhávají základní životní funkce, nebo jeden či více důležitých orgánů. Za jednoho z hlavních zakladatelů oddělení JIP je považována britská ošetřovatelka Florence Nightingale, známá také jako „Dáma s lucernou“. Nightingale významně zefektivnila zdravotnickou péči za krymské války v roce 1853, kdy si uvědomila, že je nutné oddělit těžce nemocné vojáky od vojáků s lehčími zraněními. „Základem jejího úspěchu bylo především úzkostlivé dodržování hygieny v nemocnicích i lazaretech, větrání, vydatné jídlo a vhodné osvětlení.“ Na nemocné dohlížela i v noci – odtud dáma s lucernou. Dokázala snížit mortalitu ze 40 % na 2 %. (9) Za další vývoj jednotek intenzívní péče se považuje vznik epidemie poliomyelitidy v polovině 50. let. Následně proběhl rychlý rozvoj různých typů JIP v 60. letech (10). Intenzívní medicína se zabývá diagnostikou, sledováním a léčbou kriticky nemocných s potenciálně léčitelnými život ohrožujícími chorobami, úrazy a komplikacemi. V těchto případech je nutná zvýšená lékařská a ošetřovatelská péče. „V současnosti je intenzívní medicína svébytná a dynamicky se vyvíjející disciplína (10).“ Díky vysoce rozvinuté kvalitě intenzívní péče mohlo dojít k užší specializaci jednotlivých dílčích oddělení: novorozenecká, pediatrická, kardiochirurgická, koronární, chirurgická, mobilní, neurologická, psychiatrická, popáleninová, úrazová, respirační a geriatrická JIP. V posledních letech se intenzívní medicína potýká s určitými etickými otázkami.
2.2. Nozokomiální infekce (Nozokomiální infekce, nozokomiální nákazy (NN), nemocniční infekce.) Pojem nozokomiální pochází z řeckého „nosos“ – choroba a „komeo“ – starat se. Tímto pojmem, se označují výhradně infekce, které vznikly v důsledku pobytu pacienta v nemocničním zařízení nebo v jedné z jeho částí (např. ambulance). Za nozokomiální infekci 23
se považují i takové typy nákaz, které se projeví až po propuštění pacienta do domácí péče, což je způsobeno delší inkubační dobou infekce. I na začátku 21. století jsou nozokomiální infekce průvodním nežádoucím jevem zdravotní péče. Oslabený organismus pacienta, invazivní zákroky, stárnutí populace, mikrobiální flóra, rozvoj vyšetřovacích postupů a léčebných technologií jsou hlavními faktory, které přispívají k rozvoji infekčního procesu, zhoršují kvalitu života pacienta, prodlužují hospitalizaci, zvyšují mortalitu a morbiditu a zvyšují náklady na zdravotnickou péči (12). Dalším důležitým faktorem je vysoká spotřeba antibiotik. ECDC (European Center for Disease Prevention and Control) ji označuje jako alarmující. „Podle studie Stona a spol. je v USA ročně prokázáno 2 000 000 NN (z toho 500 000 v intenzivní péči) a 90 000 úmrtí v souvislosti s NN (5. nejčastější příčina úmrtí populace). NN se tak stávají největším epidemiologickým problémem civilizovaného světa (13).“ Starší studie v ČR dokazovaly, že se NN vyskytovaly u cca 20 % chirurgických a cca 10 % interních pacientů. V současné době ovšem nejsou relevantní záznamy a údaje k dispozici. Problematika nemocničních infekcí je u nás téměř tabu, zatímco ve světě se tímto tématem intenzívně zabývají. Z toho vyplývá, že hospitalizace v takovémto zařízení je pro pacienta potenciálně riziková, jelikož zde s velkou pravděpodobností neexistují žádné organizační a kontrolní mechanismy a postupy, které by včas odhalily zdroj infekce, inhibovaly faktory přenosu, adekvátně na situaci reagovaly a pacient byl vhodně léčen (13). 2.2.1. Dělení nemocničních infekcí Z hlediska epidemiologického, terapeutického a preventivního dělíme nozokomiální nákazy následovně: »
specifické
»
nespecifické
»
exogenní
»
endogenní
Specifické NN vznikají v důsledku diagnostických nebo léčebných výkonů ve zdravotnickém zařízení. Na jejich výskyt má vliv kvalita sterilizace a desinfekce a stupeň protiepidemického režimu. Rozhodující je porušení celistvosti kůže či sliznice, ke kterému dojde při operaci v souvislosti s invazivním zákrokem. K šíření dochází nejčastěji očkováním nebo implantací infekčního agens. Častý je přenos infekčního agens rukama personálu z jednoho pacienta na druhého. Běžné, i když méně časté, je také šíření respiračním traktem. 24
Odolnost původce infekce je často vysoká. Tyto NN mohou být také specifické pro typ oddělení. Nespecifické NN jsou takové infekce, které se objevují i mimo léčebné zařízení a jejich výskyt je ovlivněn epidemiologickou situací v dané oblasti. V souvislosti s ní je nákaza zavlečena i do nemocnic. Např. respirační virové nákazy, virové průjmy apod. Šíření těchto nákaz je ve zdravotnickém zařízení podobné, jako v jiných kolektivech. Proto jsou velmi důležitá preventivní opatření (osobní anamnéza pacienta, informace o epidemické situaci v regionu, atp.). Za exogenní NN označujeme takové nákazy, které vznikají zavlečením infekčních agens do těla z venku, tedy původce se nalézá mimo organismus pacienta (ovzduší, personál, katetry, endoskopy, použitý materiál, voda, potrava, jiný pacient atp.). Endogenní NN způsobuje vlastní mikrobiální flóra hospitalizovaného, kdy je infekční agens z kolonizovaného orgánu nebo slizničního povrchu zavlečeno do jiného orgánu nebo tkáně (např. střevní organismy do břišní dutiny). Může k tomu dojít i bez zákroku na orgánech, např. translokací bakterií přes stěnu střevní. Tato nákaza vzniká často u pacientů oslabených imunosupresivní léčbou, po ozáření atd. (14). Nemocniční infekce můžeme rozdělit také podle klinického projevu: infekce močových cest tvoří 40 %, infekce zanesená do chirurgické rány 25 %, pneumonie 20 %, bakteriémie 10 % a ostatní druhy (např. sinusitida) také 10 %. 2.2.2. Nejčastější původci nozokomiálních infekcí Původci nemocničních nákaz jsou bakterie, viry, houby, parazité a prvoci. Stále častěji v této souvislosti zjišťujeme nejrůznější mikroorganismy, které byly do té doby řazeny mezi komenzály, případně mezi podmíněné patogeny. Pokud je organismus pacienta oslaben, tudíž je snížená funkce imunitního systému, mohou právě podmíněné patogeny působit jako původci infekcí. Bakteriální původci NN patří často k polyrezistentním kmenům. »
G+ • Staphylococcus aureus (včetně kmenů MRSA) - viz 1.2.3. • Streptococcus pyogenes, pneumoniae – viz 2.3.3., agalactiae – viz 1.5.4. • Clostridium difficile • Enterococcus feacalis – viz 1.5.1.
25
»
G• Escherichia coli – viz 1.4.7. • Haemophilus influenzae – viz 1.3.2. • Klebsiella pneumoniae • Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus (Staph aureus) způsoboval infekce již v počátcích vzniku antibiotik. Po zavedení methicilinu stačilo v 60. letech minulého století půl roku ke vzniku rezistence kmene Staph aureus k tomuto antibiotiku. Tyto kmeny jsou dnes nazývány MRSA (Methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus) a podrobněji se jimi budu zabývat v kapitole 5. Obecná charakteristika kmene je uvedena výše v podkapitole 1.2.3. (15).
Streptococcus pyogenes (St. pyogenes) patří spolu s pneumokokem k jednomu z nejpatogennějších druhů rodu Streptococcus. Jedná se o grampozitivní, kokoidní, betahemolytické bakterie, které jsou fakultativně anaerobní, kataláza i oxidáza negativní. Hlavním produktem metabolismu St. pyogenes je kyselina mléčná. Ke kultivaci vyžaduje půdy obohacené sérem nebo krví. Způsobuje hnisavé infekce hltanu a kůže. Může však vyvolat i vážná onemocnění celého systému (5).
Streptococcus pneumoniae nazývaný též pneumokok také způsobuje nozokomiální infekce. Způsobuje komunitní zánět plic – pneumonii. Až 20 % pneumonií vzniklých ve zdravotnickém zařízení může být způsobeno tímto kmenem. Za hlavní faktor virulence u pneumokoků považujeme jejich polysacharidové pouzdro. Dále je Streptococcus pneumoniae velmi častou příčinou purulentní meningitidy u osob starších 60 let a tam, kde se očkuje proti Haemophilus influenzae typu b, spíše u malých dětí a imunokompromitovaných osob (5). K přenosu dojde kapénkovou nákazou nebo kontaktem. Způsobuje též časné ventilátorové pneumonie. Obecným popisem kmene se zabývám v podkapitole 1.3.3.
Streptococcus agalactiae (St agalactiae) se může vyskytovat na tonsilách, v dýchacích cestách, v zažívacím traktu a ve vagině, kde nemusí vyvolávat onemocnění. Nebezpečný je zejména u těhotných, kdy může ohrozit jak rodičku, tak hlavně novorozence. Způsobuje 26
meningitidy, sepse, pneumonie (1). Obecné vlastnosti kmene jsou uvedeny v podkapitole 1.5.4.
Clostridium difficile je grampozitivní, anaerobní, sporulující bakterie. Vyskytuje se ve střevě u přibližně 5 % zdravých dospělých. U dětí je zvýšený výskyt. Způsobuje střevní potíže v souvislosti s přítomností toxinů. Průběh onemocnění je od lehčích průjmů až po život ohrožující pseudomembranózní kolitidu. Onemocnění vznikají obvykle jako nozokomiální infekce v souvislosti s podáním antibiotik (klindamycinu, širokospektrých penicilinů, cefalosporinů) (5).
Escherichia coli je oportunní patogen způsobující infekce močového a respiračního traktu, infekce v místě chirurgické rány a bakteriémie. Považujeme ji za nejčastějšího původce nemocničních infekcí. Většinou se jedná o endogenní nákazu. Pokud jde o exogenní infekci, kmen má většinou vyšší antibiotickou rezistenci (15). Tato bakterie je schopna produkovat beta-laktamázy, což znamená, že nebude reagovat na léčbu beta-laktamovými antibiotiky. Obecný popis kmene je uveden v podkapitole 1.4.7.
Kmen
Enterococcus
feacalis
je
obecně
charakterizován
v podkapitole
1.5.1.
Enterococcus faecalis může být vankomycin rezistentní, tzv. VRE (Vancomycin-Resistant Enterococci). Enterokoky jsou bakterie, které běžně nacházíme v lidském těle v zažívacím traktu a v ženském pohlavním ústrojí. Nejsou hrozbou pro zdravého člověka. Častěji se vyskytují u hospitalizovaných pacientů ve zdravotnickém zařízení, kteří jsou náchylnější k infekci (16). Podrobněji se budu problematikou VRE zabývat v 5. kapitole.
Klebsiella pneumoniae je gramnegativní, nepohyblivá tyčka s polysacharidovým pouzdrem. Nalézt je můžeme v gastrointestinálním traktu nebo v dýchacích cestách. Patří mezi podmíněné patogeny způsobující nemocniční infekce. Uplatňují se především na novorozeneckých odděleních a jednotkách intenzívní péče. Často způsobují pozdní ventilátorové pneumonie.
27
Způsobuje bronchopneumonii, infekce močových cest, u novorozenců může vyvolat hnisavé meningitidy a sepse (1). Tato bakterie může produkovat beta-laktamázy a je tak rezistentní k beta-laktamovým antibiotikům.
Pseudomonas aeruginosa je gramnegativní bakterie s jedním bičíkem. K životu vyžaduje aerobní prostředí. Osidluje sliznice močových cest a respiračního traktu u lidí se sníženou imunitou. Hojně se vyskytuje ve zdravotnických zařízeních (jednotky intenzívní péče, resuscitační a novorozenecká oddělení), kde způsobuje vznik nemocničních nákaz. Kontaminuje dýchací přístroje, katetry, nebulizátory atp. (1). 2.2.3. Přenos původců NN Nozokomiální nákaza je přenášena ve formě etiologického agens z kontaminovaného zdroje infekce na vnímavého, oslabeného pacienta. Je-li v tomto procesu přítomný zdroj, jedná se o přímý přenos. Přímý přenos se podílí jen malou mírou na vzniku nozokomiální nákazy. Při vzniku NN se uplatňuje především nepřímý přenos, kdy zdroj nákazy není přítomen. Podmínkou je přítomnost vhodného přenašeče, kde je původce infekce schopen přežívat a není nutné jeho množení. Původce je následně přenesen na dalšího hostitele – pacienta (15). 2.2.4. Prevence vzniku NN Nejdůležitějším opatřením prevence vzniku nozokomiálních nákaz je mytí rukou. „I když se jedná o opatření všeobecně známé, jeho důsledná aplikace bohužel není příliš častá. Přitom zlepšené dodržování této jednoduché metody veškerým personálem vede ke snížení počtu NI o 25-50 % (10).“ Bylo zjištěno, že používání antimikrobiálního přípravku při mytí rukou je účinnější, než mýdlo. Následuje osušení papírovou utěrkou, opakované použití běžného ručníku je striktně zakázáno, protože se ve vlhké textilii množí různé bakterie. Mytí rukou by mělo být naprostou samozřejmostí a nutností před každým přechodem k dalšímu pacientovi a po manipulaci s kontaminovaným materiálem. Dalším důležitým pravidlem, které by se mělo dodržovat, je používání pomůcek (např. fonendoskopy) jen pro daného pacienta. Přenosem pomůcky dochází i k přenosu mikroorganismů, což je nepřípustné. V každém zdravotnickém zařízení by měl být přítomen tým pro sledování nemocničních infekcí. Týmy sledují výskyt nákaz, vychovávají personál, vedou záznamy o používání
28
antibiotik, o rezistencích. V nemocnicích, kde mají propracovaný systém a dobře pracující tým, je prokázáno, že došlo ke snížení všech typů NN. Neméně důležitými faktory prevence NN jsou: vhodné uspořádání pracoviště na jednotkách intenzívní péče (např. dostatek prostoru kolem každého lůžka); opakované proškolování personálu ve všech ohledech, které mohou snižovat přenos infekcí (10).
29
3. Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP – ESBL 3.1. Definice Fyziologickým mikrobiálním osídlením člověka jsem se zabývala v 1. kapitole. Na odděleních JIP jsou ale často zaznamenávány výskyty infekcí, jejichž velká většina je u imunokompromitovaných jedinců způsobena zhruba dvěma desítkami rodů tzv. potenciálních patogenů. Některé z nich nacházíme v určitém procentu u zdravých lidí. Patogenní mikroorganismy znamenají riziko jen pro pacienty s imunitou oslabenou jiným základním onemocněním či chirurgickým výkonem (10). Potenciální patogenní mikroorganismy (PPM) tak můžeme rozdělit na komunitní a nemocniční. » Komunitní PPM: Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae,
Moraxella
catarrhalis,
Escherichia
coli,
Staphylococcus
epidermidis,
Enterococcus sp., Candida albicans » Nemocniční PPM: Klebsiella spp., Proteus spp., Morganella morganii, Enterobacter spp., Citrobacter spp., Serratia spp., Acinetobacter sp., Pseudomonas spp. (10). 3.1.1. Bakterie s produkcí širokospektrých beta-laktamáz Bakterie s produkcí beta-laktamáz jsou především z čeledi Enterobacteriaceae – Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter, jiný typ betalaktamázy produkují grampozitivní koky, například stafylokok a z dalších jsou to gramnegativní nefermentující tyčky – Acinetobacter sp., Burholderia cepacia, Pseudomonas aeruginosa a Stenotrophomonas maltophilia (17). Tyto druhy bakterií jsou rezistentní k betalaktamovým antibiotikům nejčastěji proto, že umějí produkovat enzymy beta-laktamázy. Jedná se o rezistenci získanou. Gen pro tvorbu laktamáz může být uložen na plazmidu. Takováto rezistence se nazývá sekundární a vyvíjí se po antibiotické terapii. Podstatou jsou mutace či přenos genu pro rezistenci pomocí plazmidu nebo transpozonu (18).
30
3.1.2. Typy beta-laktamáz »
Širokospektré
»
AmpC (konstitutivní či inducibilní)
»
Karbapenemázy
»
Metalobetalaktamázy
Širokospektré beta-laktamázy – ESBL (extended-spectrum β-lactamases) dle obecné definice obsahují několik faktorů popisujících biochemické vlastnosti těchto enzymů. Tyto enzymy jsou produkovány zejména gramnegativními tyčinkami. Jde o beta-laktamázy, které hydrolyzují peniciliny, cefalosporiny (všech generací) a monobaktamy (17). „Jsou inhibovány inhibitory beta-laktamáz (např. klavulanovou kyselinou), nehydrolyzují karbapenemy a obvykle ani cefamyciny (19).“ Popisované enzymy obsahují v aktivním místě serin a řadí se tak do třídy A podle Amblera (20). Širokospektré beta-laktamázy vznikají substitucí jedné nebo i více aminokyselin v enzymech TEM-1, TEM-2 a SHV-1 (21). Dnes již bylo popsáno více než 400 širokospektrých beta-laktamáz a nadále jejich počet roste, protože nová ESBL může vzniknout jedinou mutací v nukleotidové sekvenci genů kódující známé enzymy. Jde o globální problém, který je předmětem bádání vědců v mnoha zemích. Chceme-li zjistit, zda se jedná o kmen s produkcí ESBL, můžeme použít tzv. E-test (epsilometer test), jehož pomocí zjistíme minimální inhibiční koncentraci antibiotika. Podrobněji bude popsán v experimentální části. Pro určení E. coli, klebsiely pneumoniae a protea mirabilis se dá dále využít test cefalosporin+ cefalosporin/inhibitor. Jde o orientační test. Pro všechny enterobakterie můžeme použít konfirmační test DDST (double-disk synergy test), který je u gramnegativních nefermentujících tyčinek pouze orientační. Ani test DDST ani cefalosporin+ cefalosporin/inhibitor neurčí produkci ESBL u kmenů Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter sp. a Stenotrophomonas maltophilia (22). AmpC beta-laktamázy jsou produkovány některými bakteriemi inherentně (inherence sounáležitost, neoddělitelnost). Jde např. o druhy Enterobacter spp., Citrobacter freundii, Morganella morganii atp., tedy gramnegativní mikroby. AmpC hydrolyzují peniciliny, cefamyciny, většinu cefalosporinů a monobaktamy, nehydrolyzují karbapenemy a nejsou inhibovány inhibitory beta-laktamáz (např. klavulanovou kyselinou) (19). Mohou být produkovány konstitutivně nebo inducibilně. Inducibilní enzymy AmpC jsou exprimovány jen v přítomnosti induktoru, tedy inhibitoru beta-laktamáz. „Projeví se typickým 31
seseknutím zóny mezi induktorem (Augmentinem) a cefalosporinem a aztreonamem (22).“ Byly prokázány u 32 kmenů (z toho 21 bylo kmenů K. pneumoniae). Kmeny s konstitutivními AmpC jsou poměrně dobře citlivé k cefepimu a karbapenemům (23). Rezistenci vykazují naopak u všech cefalosporinů kromě 4. generace. Tazocin může mít hraniční zónu. Pro ověření produkce AmpC se používá půda s oxacilinem, kde producent AmpC enzymu vytváří větší zóny, než na klasické půdě (22). Karbapenemázy (KPC) – enzymy těchto beta-laktamáz byly postupně nalézány u druhů Serratia marcescens (SME-1), Enterobacter cloacae (IMI-1 a NMC-A) a dále u kmenů Klebsiella pneumoniae a podle tohoto mikroba byly také pojmenované jako KPC – z angl. Klebsiella pneumoniae Carbapenemase (24). KPC silně hydrolyzují všechny peniciliny, cefalosporiny, karbapenemy a aztreonam (17). Metalo-beta-laktamázy (MBL) jsou enzymy, které produkují některé bakterie z gramnegativní skupiny. Umí hydrolyzovat peniciliny, cefalosporiny všech generací a karbapenemy, tudíž vyřazuje z použití beta-laktamová antibiotika. Výjimkou zůstává aztreonam (monobaktam) (25). MBL jsou inherentně přítomny u bakterií Bacillus cereus, Bacillus anthracis, Aeromonas hydrophila aj. „Donorem molekuly vody při hydrolýze amidové vazby beta-laktamu je kovový iont (obvykle zinek) vázaný v aktivním místě enzymu. V Amblerově klasifikaci jsou MBL zařazeny do skupiny B (17).“
3.2. Riziko vzniku infekce, diagnostika, léčba Termín laktam je zkratka složená ze slov lakton-amin. Jedná se o kruhovou molekulu, jež vzniká reakcí karboxylové kyseliny a aminoskupiny uvnitř některých aminokyselin (obrázek 1). Tento enzym rozkládá laktamový kruh molekul penicilinových antibiotik (26). Beta-laktamová antibiotika se dělí na peniciliny, cefalosporiny, monobaktamy a karbapenemy. Jednotlivé typy se liší dalším kruhem, jeho složením, který je připojený na beta-laktamový cyklus. Po průniku do bakteriální buňky se vážou na enzymy (karboxypeptidázy, transpeptidázy), které katalyzují tvorbu peptidových a glycinových můstků – PBP (Penicilin-Binding Proteins). V důsledku toho se přestává tvořit proteoglykanová vrstva, buněčná stěna je autolyzována a intracelulární osmotický tlak způsobí lýzu bakterie.
32
3.2.1. Beta-laktamová antibiotika - Peniciliny Penicilinová antibiotika jsou vysoce účinná a málo toxická. Jedná se o nejčastěji používaná antibiotika. Jsou získávána z kultury plísně Penicillium chrysogenum. Na buněčnou stěnu působí jen ve stádiu růstu. Z toho plyne, že čím je rychlejší růst, tím rychleji antibiotikum účinkuje. Proto je vhodné používat peniciliny při počátečních klinických příznacích. V chronické fázi onemocnění již nejsou tolik účinná. Beta-laktamový kruh je rozrušen penicilinázou a vzniká neúčinná kyselina benzylpenicilinová (27). Tato beta-laktamová antibiotika jsou dipeptidy složené s cysteinu a valinu a pro jejich činnost je nezbytný neporušený beta-laktamový kruh. Různými obměnami postranního řetězce dochází ke změně aktitivity vůči gramnegativním bakteriím (viz Tabulka 2.) Peniciliny rozdělujeme do několika klasifikačních skupin: Základní (přírodní) peniciliny - Penicillin G (benzylpenicillin); způsob podání i.v., p.o. - Penicillin G (procaine); i.m. - Penicillin G (benzathine); i.m. - Penicillin V (phenoxymethyl penicillin); p.o. Využívají se například k léčbě infekcí vyvolaných streptokoky a pneumokoky, při borelióze, kapavce, syfilis. Penicilináza-rezistentní peniciliny - Methicillin;
i.v., i.m.
- Oxacillin;
i.v., i.m., p.o.
- Nafcillin;
i.v., i.m., p.o.
- Cloxacillin;
p.o.
- Dicloxacillin; p.o. Širokospektré peniciliny (aminopeniciliny) - Ampicillin; - Amoxicillin;
i.v., i.m., p.o. p.o.
- Bacampacillin; p.o. (karboxypeniciliny) - Ticarcillin;
i.v.
(ureidopeniciliny)
i.v.
- Piperacillin;
Peniciliny s rozšířeným spektrem účinku proti E. coli, shigelám, salmonelám, pseudomonádám, haemophilům, enterokokům (28).
33
Tabulka 2: Struktury zástupců penicilinů. (28)
3.2.2. Beta-laktamová antibiotika - Cefalosporiny Cefalosporiny byly prvně izolovány z plísně Cephalosporium. Jsou to další velmi často předepisovaná antibiotika. Strukturálně jsou podobné penicilinům (29). Rozdílem je to, že u těchto beta-laktamových antibiotik je jejich specifický beta-laktamový cyklus rozrušen a vzniká tak tzv. didehydroam (30). Cefalosporinová antibiotika mají stejný mechanismus účinku, jako peniciliny. Všechny bakterie
jsou
chráněny
vlastní
bakteriální
stěnou.
Cefalosporiny
naruší
tvorbu
peptidoglykanové vrstvy bakteriální stěny, což má za následek její rozpad a buňka uhyne (29). Stejně jako u ostatních beta-laktamových antibiotik dochází u cefalosporinů změnou v postranním řetězci k nárůstu spektra antibakteriální aktivity, získají lepší farmakokinetické 34
vlastnosti a mají více nežádoucích účinků. Na základě různého spektra účinku můžeme cefalosporiny rozdělit na cefalosporiny 1. - 4. generace. Obecně platí, že cefalosporiny 1. generace mají lepší účinnost vůči grampozitivním bakteriím a méně proti gramnegativním. 3. generace látek je až na pár výjimek účinnější proti gramnegativním bakteriím a méně vůči grampozitivním. Pouze cefalosporiny 4. generace působí stejně jak na grampozitivní, tak i na gramnegativní bakterie. Mechanismus bakteriální rezistence spočívá v narušení beta-laktamového kruhu enzymem beta-laktamázou, ve změně afinity k cílovému místu, ve snížení průniku antibiotika do cílového místa (to platí pouze pro gramnegativní bakterie, protože grampozitivní bakterie nemají vnější buněčnou stěnu a tak mají antibiotika průnik usnadněn) (30). Cefalosporiny 1. generace jsou využívány jako účinná alternativa při léčbě stafylokokové, streptokokové infekce a u infekcí kůže a měkkých tkání. Cefazolin
i.v., i.m. (způsob podání)
Cephalothin
i.v., i.m.
Cephapirin
i.v., i.m.
Cephalexin
p.o.
Cefadroxil
p.o.
Cephradine
p.o.
Cefalosporiny 2. generace mají lepší účinnost vůči gramnegativním bakteriím a jsou též odolnější k beta-laktamáze. Tyto látky jsou hojně předepisovány při léčení horních a dolních cest dýchacích, zánětech vedlejších nosních dutin a středního ucha. Jsou také účinné proti E. coli, klebsiele a bakterii proteus, což znamená, že jsou alternativou pro léčbu infekcí močových cest způsobených těmito organismy. Cefamandole
i.v., i.m.
Cefuroxime
i.v., i.m., (p.o.)
Cefoxitin
i.v., i.m.
Cefotetan
i.v., i.m.
Cefmetazole
i.v.
Cefaclor
p.o.
Cefprozil
p.o.
Cefpodoxime
p.o. 35
Loracarbef
p.o.
Cefalosporiny 3. generace mají široké spektrum účinnosti a jsou odolnější vůči gramnegativním bakteriím. Parenterální 3. generace cefalosporinů je vysoce účinná proti většině kmenů Streptococcus pneumoniae včetně těch, které jsou středně či vysoce odolné vůči penicilinu. Cefotaxime
i.v., i.m.
Ceftriaxona
i.v., i.m.
Ceftizoxime
i.v., i.m.
Ceftazidime
i.v., i.m.
Cefoperazone
i.v., i.m.
Cefixime
p.o.
Cefalosporiny 4. generace mají podobný účinek na grampozitivní bakterie, jako cefalosporiny 1. generace a mají vyšší odolnost vůči beta-laktamáze, než cefalosporiny 3. generace. Řadíme sem antibiotikum Cefipime. (30) 3.2.3. Beta-laktamová antibiotika - Monobaktamy Monobaktamy řadíme do skupiny monocyklických beta-laktamů. Nejvýznamnějším a jediným zástupcem, jež je využíván v klinické praxi, je antibiotikum Aztreonam. Monobaktamy jsou získávány z bakterií Chromobacterium violaceum. Tato látka má úzké spektrum účinku a lze ji využít pouze při léčbě infekcí způsobených gramnegativními bakteriemi (včetně pseudomonád) (31). Aztreonam má velmi podobné vlastnosti, jako Ceftazidim, z čehož plyne, že silně působí proti: E. coli, klebsiela, proteus, pseudomonas. Méně předvídatelné jsou účinky u infekcí způsobených acinetobakterem, enterobakterem a citrobakterem. Využití tohoto antibiotika je však omezené a často je dána přednost cefalosporinům 3. generace (32). Mechanismus účinku opět spočívá v tom, že je narušena syntéza bakteriální stěny. 3.2.4. Beta-laktamová antibiotika - Karbapenemy Karbapenemy jsou beta-laktamové látky, které mají mimořádně široké spektrum aktivity. Mezi první vyvinuté antibiotikum z této skupiny patří Imipenem. Je náchylný k degradaci enzymem dehydropeptidázou-1, jež je v renálních tubulech. Vyžaduje současné podání inhibitoru Cilastatinu. Novější antibiotika, jako jsou Meropenem, Ertapenemu a Doripenem, jsou stabilnější a podávání Cilastatinu již není nutné. Stejně jako všechny beta-laktamová 36
antibiotika, i karbapenemy inhibují syntézu buněčné stěny vazbou na penicilin-vázající proteiny (PBPs). Široké spektrum účinku těchto látek zahrnuje působení proti grampozitivním, gramnegativním a anaerobním mikrobům. Naopak neúčinkují při léčbě infekcí způsobených zlatým stafylokokem (MRSA) a enterokokem faecium (33).
Obrázek 1: Beta-laktamové cykly modře. (34)
3.3. Mechanismy rezistence Antibiotickým účinkům se bakterie naučily bránit několika mechanismy – zabraňují vstupu antibiotika do buňky; změní svou stavbu tak, aby na antibiotikum nebyla citlivá; působením enzymů inaktivují nebo pozmění chemickou strukturu antibiotika; nebo antibiotikum ihned vypudí z buňky (35). Tyto mechanismy rezistence znázorňuje obrázek 2.
37
Obrázek 2: Mechanismy vzniku rezistence bakterií na léky. (36)
» Zabránění vniknutí antibiotika do buňky Aby antibiotika byla účinná, musí proniknout do buňky. K tomu jim slouží vlastní transportní systémy bakteriální buňky. Využívají tak samotnou bakterii, respektive její speciální cesty transportu, která je takto nechtěně navede na způsob, jak ji usmrtit. Dojde-li ke změně transportních systémů, antibiotická látka nemůže prostoupit do buňky a účinkovat. Tento postup vzniku rezistence byl vědci předpokládán. Ke stejnému průběhu došlo nejspíše i u prvních mutantů odolných k penicilinu, jež Alexandr Fleming indukoval ve své laboratoři (35). Dále se mohou bakterie bránit vniknutí antibiotické látky tzv. export-efluxem. Jedná se o to, že odolné buňky odčerpají antibiotikum ze svého nitra dřív, než se v nich nahromadí takové množství, které by už bylo účinné. Tento způsob buňky využívají hlavně proti tetracyklinu, kdy toto funguje na principu pumpy (35). » Změna chemické struktury Tím, že jsou vazebné proteiny antibiotikem deaktivovány, dochází k zábraně normálního buněčného růstu a dělení, poškodí se buněčná stěna a dojde k buněčné smrti (37). Avšak změnou chemické struktury buňky dojde k tomu, že se antibiotikum není schopno navázat na cílové receptory a nemůže tak být účinné. Příkladem mohou být vazebné bílkoviny pro penicilin, což jsou proteiny v buněčných obalech, které vážou penicilin. Jsou to cílová místa 38
pro beta-laktamová antibiotika (37). „Každá bakteriální buňka má těchto bílkovin několik. Vlastně jde o enzymy, které se účastní biosyntézy bakteriální buněčné stěny a buněčného růstu. Některé z nich bakteriální buňka potřebuje pro své přežití. Trochu připomínají již zmíněné beta-laktamázy, na rozdíl od nich však vytvářejí s beta-laktamovými antibiotiky stálé komplexy a samy při tom přestávají být aktivní (37).“ » Inaktivace antibiotik bakteriálními enzymy Základním principem inaktivace je produkce enzymů beta-laktamáz bakteriemi, které jsou rezistentní k beta-laktamovým antibiotikům. Enzymy se navážou vazebnými místy obsahujícími serin na antibiotika a dojde k otevření beta-laktamového kruhu, který tímto ztratí svou aktivitu (37). Jednotlivé enzymy se liší ve své velikosti i způsobu, jakým inaktivují antibiotikum. Např. funkce streptomycinu je enzymy narušena tím, že dojde k navázání určité chemické skupiny na antibiotikum a tím je inaktivováno (35). » Vypuzení antibiotika z buňky Vypuzení antibiotika ven z buňky je podmíněno u rezistentních bakterií produkcí membránových proteinů. Patří sem např. bílkoviny zvané Tet, vypuzující antibiotikum (37). „K tomuto typu rezistence náleží rezistence vůči tetracyklinu, některým chinolonům, ale i některým dezinfekčním prostředkům a těžkým kovům. Zdá se, že tento typ rezistence je mnohem častější, než se původně předpokládalo (37).“
39
4. Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP MRSA 4.1. Definice Methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus, tzv. MRSA, je rezistentní obměna kmene zlatého stafylokoka. Jedná se o bakterie, které se vyznačují odolností k beta-laktamovým antibiotikům, tedy k methicilinu, oxacilinu, amoxicilinu a penicilinu (38). Rezistence může být způsobena několika faktory. Bakterie produkuje enzymy, jež rozrušují nebo upravují strukturu antibiotika; modifikují cílová místa antibiotika; mohou poškozovat bakteriální stěnu. Zlatého stafylokoka nacházíme na nosní sliznici a na kůži u zdravých lidí, kde nezpůsobuje žádné onemocnění. Při poranění pokožky může vzniknout kožní infekce (1). Těžší a život ohrožující infekce způsobené touto bakterií se vyskytují nejčastěji u hospitalizovaných pacientů (38). Rezistentní kmeny MRSA byly identifikovány v roce 1961. Výskyt MRSA infekcí prudce roste. Například v USA se incidence zvýšila z 2,4 % v roce 1975 na 30-60 % po roce 1990, v Anglii vzrostla z 3 % (r. 1989) na 34 % (r. 1998). Naopak ve střední Evropě (8,7 % po r. 1990) a ve Skandinávii (1 % r. 1990) zůstává trvale nižší. V České republice nejsou přesná čísla známa. Udává se, že četnost MRSA byla v roce 2000 3,8 % a v roce 2004 byla zvýšena na 8,8 % (39).
4.2. Riziko vzniku infekce Nákaza způsobená methicilin-rezistentním stafylokokem se objevuje kdekoli na těle a její výskyt není omezen ani zeměpisnou polohou. Zlatý stafylokok může způsobovat závažné, život ohrožující infekce krevního řečiště a velmi rizikové jsou otevřené rány, např. poranění nebo chirurgický zákrok. K infekci ovšem může dojít i na místech pokožky, kde není zřejmé žádné poranění. Dále vznikají infekce močových cest (katetry), záněty vnitřních orgánů a zápal plic. MRSA velmi komplikuje hojení ran. MRSA je závažná nozokomiální nákaza. Hospitalizovaní pacienti ve zdravotnickém zařízení mají oslabenou imunitu a tudíž je pro bakterii velmi jednoduché začít škodit. Z tohoto důvodu je důležité, aby personál dodržoval přísné hygienické postupy, které snižují riziko přenosu infekce (38). Zdrojem nákazy je buď nemocný člověk, nebo tzv. nosič. Nosičem nazýváme člověka, který prodělal infekci a u kterého i nadále přežívají patogenní bakterie. Nosič se cítí zdravě 40
a nemá žádné příznaky, ale neustále vylučuje patogeny do okolí. K přenosu může dojít i během kontaktu s osobními věcmi (ručníky, obvazy, holicí strojky). Takto se infekce šíří nejčastěji v místech, kde jsou lidé v blízkém kontaktu, např. školy, šatny sportovců aj. (38). Ve zdravotnickém zařízení jsou charakterizovány tři zdroje nákazy – pacient, personál, návštěvy. Nejběžnější příčinou infekce je nakažený pacient, často mívá hnisavé rány, píštěle, ze kterých se uvolňují patogeny do okolí. Zdravotnický personál se může stát nosičem nákazy při zanedbání hygienických předpisů. Takto mohou vznikat i menší epidemie. Návštěvy u pacientů trpících MRSA by měly dbát hygienických pokynů, které jim říkají, jak se chovat, aby neohrozili sebe nebo hospitalizovaného. Měly by se vyvarovat doteků zraněných míst a katetrů. Při odchodu z nemocničního pokoje by mělo být samozřejmostí omytí rukou (40). Stejně jako u ostatních stafylokokových infekcí je i v případě MRSA nutné včasné rozpoznání příznaků a zahájení léčby, čímž se předejde těžším průběhům nákazy. Obvykle vypadá MRSA jako běžná stafylokoková infekce - puchýřky nebo vřídky na kůži, často červené, bolestivé a hnisavé. Nacházíme je v tříslech, na hýždích, v podpaží, v oblasti vousů a na zadní části krku (38). MRSA může způsobovat také pneumonie, jak nozokomiální, tak i komunitní. Takovéto pneumonie mají těžký průběh a jsou obtížně léčitelné.
4.3. Diagnostika Základním laboratorním průkazem MRSA infekcí je tzv. přímý průkaz, který se provádí nejlépe z tekutého hnisu, z něhož se připraví mikroskopický preparát. Serologie, tedy průkaz antistafylolyzinu, se využívá jen vzácně. Prokáže stafylokokovou infekci obecně, nikoli přímo MRSA. Dalším materiálem, který se dá použít na vyšetření, je např. krev na hemokultivaci, exsudáty, aspiráty, sputum a moč. V mikroskopickém obraze je vidět typicky grampozitivní koky ve shlucích a četné leukocyty. Takovýto nález je považován za významný a je ihned hlášen ošetřujícímu lékaři. Je ovšem nutné odlišit stafylokoky od jiných grampozitivních koků. Pro kultivaci zlatého stafylokoka je vhodné použít selektivní půdu, krevní agar s 10 % NaCl. Na běžných půdách jsou narostlé kolonie 1-3 mm velké, průhledné, krémové konzistence, pigmentované a hladké, nažloutlé až naoranžovělé barvy (5). 4.3.1. Koagulázový test Ke screeningu podezřelých kolonií se používá koagulázový test, který jednoznačně určuje, zda se jedná o zlatého stafylokoka. Využívá se průkaz vázané koagulázy, tzv. 41
clumping-faktoru. Postupuje se tak, že se připraví hustá suspenze na sklíčku z kolonie v kapce destilované vody. Přidá se kapka prasečí nebo králičí plazmy, a pokud dojde k aglutinaci do 10 sekund, test je považován za pozitivní a kmen za Staphylococcus aureus. Je-li výsledek testu na vázanou koagulázu negativní, je nutné provést zkumavkový test, který zjišťuje tvorbu volné koagulázy (5). „V citrátované králičí plazmě se rozmíchá jedna kolonie a po čtyřhodinové inkubaci při 37°C se zkumavka pomalu nakloní a pátrá se po chuchvalci sražené plazmy (5).“ 4.3.2. Dekapsulační test Dekapsulačním testem zjišťujeme produkci hyaluronidázy (obrázek 3). Provádí se za účelem fenotypizace kmenů rodu Staphylococcus a screeningového zjištění kmenů Staphylococcus
aureus.
Enzym
hyaluronidáza
štěpí
chondroitinsulfát
a
kyselinu
hyaluronovou na tetrasacharidy (41). Produkce tohoto enzymu byla prokázána pouze u kmenů Staphylococcus aureus a Staphylococcus hyicus. Jelikož se Staphylococcus hyicus v lidském materiálu neobjevuje, je tento test považován za velice významný při diagnostice infekce způsobené S. aureus (42). Test se provádí tak, že se k čáře masivně naočkovaného streptokoka equi na krevním agaru široké 1,5 cm nanese 1 cm dlouhá čára testovaného kmene stafylokoka. Zkoušku odečteme po 18 hodinách inkubace při 37°C. Produkci hyaluronidázy, tedy přítomnost S.aurea, potvrdíme tehdy, objeví-li se v blízkosti linie testovaného kmene v mukózním nárůstu Str. equi půlkruh bez hlenovitého povrchu – ztráta pouzdra (dekapsulace).
Obrázek 3: Průkaz hyaluronidázy u kmenů rodu Staphylococcus, vlevo kmen S. epidermidis, vpravo kmen S. aureus (41)
42
4.3.3. Kultivace na selektivních půdách s oxacilinem Vzorky se kultivují na selektivní půdě se zvýšeným obsahem NaCl pro podpoření růstu MRSA obsahující antibiotikum oxacilin nebo cefoxitin v koncentraci 2-4 mg/l, což je koncentrace, která již inhibuje citlivé kmeny Staphylococcus aureus. V případě tohoto testu je nutné vzorky kultivovat i na neselektivní půdě. „MRSA s extrémně nízkou koncentrací buněk rezistentních k oxacilinu se mohou jevit na selektivních půdách jako kmeny citlivé (43).“ Následně se využije disková difusní metoda. Kolonie se rozočkuje a na půdu se kladou disky oxacilinu a cefoxitinu. „U kmenů, které vytvářejí inhibiční zóny <20 mm kolem disku s obsahem 30μg cefoxitinu, nebo <13 mm kolem disku s obsahem 1μg oxacilinu, se konfirmuje přítomnost mecA genu (pomocí PCR), nebo produktu PBP2a genu mecA (latexovou aglutinací) (43).
4.4. Léčba Způsoby léčby MRSA se liší podle typu a umístění infekce. Máme-li podezření, že máme MRSA, není dobré pokoušet se o domácí léčbu, ale měli bychom místo postižené kůže zakrýt, pečlivě si umýt ruce a obrátit se na svého lékaře. V opačném případě hrozí šíření infekce jednak po těle a také tzv. nosičství (38). „U lokalizovaných stafylokokových infekcí stojí na prvním místě léčba chirurgická. Podle staré zásady ubi pus, ibi evacue (kde jde hnis, tam jej vyprázdni) je třeba absces otevřít, hnis vypustit, odstranit případné cizí těleso a postarat se o řádnou drenáž, aby hnis mohl i nadále volně odtékat (5).“ Pokud je indikována antibiotická léčba, měla by být volena podle citlivosti organismu a konzultována nejlépe s lékařem antibiotického střediska, (38) jelikož si tyto mikroby umí během krátké doby vytvořit obranné mechanismy a vzniklá rezistence se může stát vážným problémem. K rezistenci dojde tak, že se v bakteriální populaci objeví mutace, která dokáže umožnit některým mikrobům přežít a dále se množit i v přítomnosti antibiotika (44). Léčba rezistentních MRSA infekcí je velmi nákladná a nemusí být zpravidla účinná. Dnes je více než 90 % kmenů S. aureus resistentních na penicilin. Je tomu tak, jelikož získaly plasmid kódující schopnost tvořit penicilinázu, což je beta-laktamáza, která štěpí molekulu penicilinu (56). U závažných a život ohrožujících nákaz se podávají rezervní antibiotika vankomycin a teikoplanin. Pro nefrotoxicitu by denní dávka vancomycinu neměla překročit 2,5 g 43
a celková doba podávání 4 týdny. Výrazně méně toxický je teikoplanin. Dobře proniká do kůže, puchýřů, měkkých tkání, plic a kostí (45). Objevují se ovšem také případy mnohočetné rezistence i na ta nejsilnější antibiotika. Od roku 2002 je potvrzeno, že může vzniknout tvz. VRSA (vancomycin-rezistentní Staphylococcus aureus). Infekce je odolná k vancomycinu a teikoplaninu, tedy k záložním antibiotikům. Dochází k selhání léčby, terapie je neúčinná a pacient v důsledku toho umírá (44) . Linezolid proniká výborně do měkkých tkání, svalů a kostí díky své malé molekule. Biologická dostupnost po parenterálním či perorálním podání je téměř 100 %. Patří do skupiny oxazolidinonů (45). Dalším preparátem patřícím do skupiny streptograminů je quinupristin/dalfopristin jehož senzitivita u MRSA infekce přesahuje 80%. Charakteristická je dobrá distribuce do tkání (45). U rifampicinu dochází k rychlému nárůstu rezistence a tak je potřeba podávat toto antibiotikum v kombinaci s jiným účinným protistafylokokovým medikamentem (45). U lehčích infekcí se může indikovat cotrimoxazol. Je účinný a je u něho možnost perorálního užívání. Možno kombinovat cotrimoxazol s rifampicinem (45). Při delším podávání chlorenfenikolu je velmi nutné pravidelně kontrolovat krevní obraz (45).
44
5. Bakterie aktivně vyhledávané u pacientů na JIP – VRE 5.1. Definice Zkratkou VRE, z anglického Vancomycin-Resistant Enterococci, označujeme enterokoky rezistentní k antibiotiku vankomycin. Enterokoky jsou grampozitivní, fakultativně anaerobní, koaguláza negativní bakterie, uspořádané do dvojic či shluků. Přirozeně se vyskytují v gastrointestinálním traktu všech lidí a ženském pohlavním ústrojí. Často jsou nalézané v životním prostředí. Pro zdravého člověka nepředstavují nebezpečí (46). Patří mezi významné podmíněné patogeny. Mohou způsobovat endogenní i exogenní infekce, často nozokomiální. „Uplatňují se jako etiologická agens komunitních infekcí, nejčastěji močového traktu, infekcí břicha a pánve, vzácněji také bakteriémií a subakutních endokarditid (47).“ Infekce způsobené enterokoky jsou velmi časté u hospitalizovaných pacientů se zavedenými katetry (močovými,
intravaskulárními).
Mohou
nastat
také
u
pacientů
léčených
širokospektrými antibiotiky (5). K léčbě se běžně používá antibiotikum vankomycin. Komplikace nastávají v případě výskytu kmenů rezistentních vůči tomuto antibiotiku (48). Tuto nákazu způsobují hlavně dvě formy enterokoků: Enterococcus faecium a Enterococcus faecalis. První jmenovaný je nejčastější druh VRE, který nacházíme ve zdravotnických zařízeních (46). Podle rezistence k vankomycinu (VAN) a teikoplaninu (TEI) se vankomycin rezistentní entrerokoky dělí na fenotypy Van A, Van B a Van C. Fenotyp Van A je vysoce rezistentní k vankomycinu i teikoplaninu, Van B jsou rezistentní k vankomycinu a citlivé k teikoplaninu a nízkou rezistencí k vankomycinu i teikoplaninu se vyznačují Van C (45). Vankomycin rezistentní enterokok byl poprvé izolován v Evropě roku 1986. Zachycen byl na hematologických odděleních, transplantačních jednotkách a jednotkách intenzívní péče. Byl to důsledek nadměrného předepisování vankomycinu a dalších širokospektrých antibiotik (47). V České republice byl VRE poprvé zachycen u pacientů na Hematoonkologické klinice Fakultní nemocnice Olomouc. Později byl vankomycin rezistentní enterokok izolován i v dalších zdravotnických zařízeních v České republice (47). 5.1.1. Enterococcus faecium Enterococcus faecium je grampozitivní kok. Jedná se o lidského patogena, který způsobuje nozokomiální infekce, bakteriémie, endokarditidu, infekce močových cest 45
a operačních ran. Ve všech případech jde o nozokomiální infekce sekundární, získané ve zdravotnickém zařízení (49). E. faecium může být vysoce rezistentní k určitým antibiotikům. Některé kmeny získaly rezistenci
vůči
vankomycinu,
penicilinu,
gentamicinu,
tetracyklinu,
erytromycinu
a teikoplaninu (49). Kmen
E.
faecium
je
schopen
kolonizovat
mnoho
orgánů
v těle,
včetně
gastrointestinálního traktu, kůže a může přežívat i dlouhou dobu na neživých předmětech. Tato skutečnost a jeho multirezistentní vlastnosti dělají z E. faecium velmi nebezpečného patogena. K jeho virulenci přispívá povrchový protein, který umožňuje sloučení bakterií a vytvoření biofilmu. V důsledku toho může dojít ke kolonizaci např. katetrů, což následně vede k infekcím krve a močových cest. Dalším faktorem virulence je látková agregace. Ta umožňuje navázání bakterie na cílové buňky a usnadňuje tím přenos genetického materiálu mezi buňkami (50). 5.1.2. Enterococcus faecalis Enterococcus faecalis je grampozitivní kok, fakultativně anaerobní, kterého nejčastěji nacházíme v tlustém střevě člověka. Může být zaměněn za bakterii Streptococcus pneumoniae, ačkoli v dnešní době existuje několik testů, jimiž lze ověřit, zda jde o enterokoka. Původně byl E. faecalis řazen do rodu Streptococcus kvůli jeho charakteristickým Strep D sacharidům v buněčné stěně. Až v roce 1984 byl překlasifikován (51). E. faecalis je řazen mezi první tři patogeny, které nejčastěji způsobují sekundární nozokomiální nákazy. Způsobuje infekce v chirurgických ranách po operacích, bakteriémie, endokarditidy, meningitidy, ale je spojen také s infekcemi krve a močových cest, kam se dostává z katetrů (51). Tento mikrob je jedním z nejvíce odolných mikrobů vůči antibiotikům a je také považován za „přenašeče“ rezistence k vankomycinu u ostatních rodů bakterií. E. faecalis je stejně jako E. faecium multirezistentní k antibiotickým látkám a jeho multirezistence je velkým problémem v dnešní medicíně (51). Infekce způsobené E. faecalis jsou často léčeny synergickou kombinací aminoglykosidu s antibiotikem působícím na buněčnou stěnu. Aby se zabránilo vzniku nebo šíření další rezistence, velmi důrazně se doporučuje testování citlivosti bakterie na antibiotikum. Nová, silnější a účinnější léčiva se aktivně vyvíjejí. Studie se aktuálně zaměřují na zneškodnění cytolysinového toxinu. Ten je zodpovědný za ničení cílových membrán a ovlivňuje toxicitu, 46
případně letalitu infekce. Vědci doufají, že zneškodněním cytolysinu dosáhnou snížení počtu těchto bakterií v těle (51).
5.2. Riziko vzniku infekce VRE mohou žít ve střevě člověka, aniž by způsobovaly onemocnění. V některých případech však může dojít k rozvinutí infekce. Osoby vystavené vyššímu riziku nákazy jsou např. lidé, kteří byli dříve léčeni vankomycinem nebo dlouhodobě jinými širokospektrými antibiotiky. „Tato antibiotika naruší přirozenou střevní flóru s následným pomnožením kmenů VRE, které střevo většinou jen kolonizují. Při zánětlivě změněné střevní sliznici následkem chemoterapie může však dojít k jejich přestupu do krve a dále do různých orgánů, kde mohou způsobit závažné endogenní nozokomiální infekce (47).“ Dále jsou zvýšenému riziku vystaveni hospitalizovaní především s dlouhotrvající antibiotickou léčbou; pacienti JIP a transplantačních oddělení s oslabenou imunitou; operovaní pacienti; hospitalizovaní, kteří mají dlouhodobě zavedený močový či intravenózní katetr (48). Infekce se může přenášet z člověka na člověka. Nejčastěji jsou přenašečem zdravotničtí pracovníci, jejichž ruce byly kontaminovány (močí, výkaly, krví) od osoby, která trpí VRE. Z toho opět plyne, že je velice důležité dodržovat přísné hygienické postupy. Správné mytí rukou mýdlem a následné sušení je nejlepší způsob, kterým lze zabránit šíření mikroorganismů. Lékaři by též měli pečlivě vážit předepisování antibiotika vankomycin (46). VRE se nešíří vzduchem kašláním nebo kýcháním (48).
5.3. Diagnostika 5.3.1. Kultivační média Bakterie rodu Enterococcus se kultivují na celé řadě selektivních médií. Na krevním agaru s 6,5 % NaCl při pH 9,6 rostou při teplotě 10-45°C. Kolonie narůstají v šedobílých koloniích se zónou viridace. 30 minut dokáží přežít i při 60°C. Dále je kultivujeme na selektivně diagnostické půdě s obsahem azidu sodného (NaN3) o koncentraci 0,2-0,5 %, např. na Slanetz-Bartleyho půdě, kde mají kolonie růžovou až červenou barvu. Azid sodný je často používaná selektivní účinná látka, jejíž významnou funkcí je inhibice enzymatických systémů elektronového transportu (např. katalázy, cytochromoxidázy) (52). Enterokoky můžeme kultivovat také na žluč-eskulinovém agaru, což je opět selektivní médium využívající vlastnosti enterokoků růst v přítomnosti 40 % žluči a hydrolyzovat 47
eskulin. Příkladem může být Pfizer Selective Enterococcus agar (PSE) (53). Na PSE médiu vytváří enterokoky typické kolonie ohraničené černým kruhem po 24 hodinové inkubaci, což dokazuje hydrolýzu eskulinu (52). Vyvíjí se i nová selektivní média, např. média s obsahem chromogenních substrátů pro získání enterokoků z moči. Cephalexin Aztreonam Arabinose agar (CAA) je využíván k odlišení E. faecium od E. faecalis a E. durans. To je možné na základě vlastnosti fermentace arabinózy, jež E. faecalis a E. durans neprokazují (52). Jelikož je pro správnou kultivaci často nutná až 48 hodinová inkubace a protože je často velmi důležité co nejdříve zjistit, zda jde o bakterii rodu Enterococcus, Streptococcus, Lactococcus, Aerococcus, nebo Pedicoccus byly nové, rychlejší postupy velice žádané a nutné (54). 5.3.2. PYR test Velmi významným testem se v diagnostice VRE stal tzv. PYR test, test produkce enzymu pyrrolidonylarylamidázy. Přítomnost enzymu prokážeme následujícím postupem: PYR disk navlhčíme sterilní destilovanou vodou a vyžíhanou bakteriologickou kličkou rozetřeme 5-8 kolonií kmene z krevního agaru na povrch disku. Po 2 minutové inkubaci při laboratorní teplotě na disk kápneme 1 kapku barevné vývojky. Do 2 minut by měla proběhnout reakce. V případě pozitivity zčervená naočkovaná část disku s testovanou kulturou (55). 5.3.3. Průkaz přítomnosti skupinově specifického antigenu D Pro zařazení kmenů do rodu enterokoků je významná též přítomnost skupinově specifického antigenu D. Principem testu je reakce antigenu, který byl vyextrahován z buněčné stěny extrakčním enzymem s protilátkou navázanou na latexové částice. Postup může vypadat následovně: ve zkumavce máme 50 µl extrakčního enzymu. Pomocí bakteriologické kličky přeneseme až 5 testovaných kolonií z kultury narostlé na krevním agaru do zkumavky a inkubujeme 10 minut při 37°C ve vodní lázni. Následně pipetujeme kapku extraktu a kapku reakčního činidla na reakční destičku a pozorujeme, zda dojde k aglutinaci. Přítomnost skupinového antigenu D je prokázána vznikem aglutinátu (55).
5.4. Léčba Byl-li člověk kolonizován VRE, ale nedošlo k projevům příznaků infekce, není antibiotická terapie potřeba (48). Pokud ovšem došlo k rozvoji infekce a je prokázáno, že byla způsobena vankomycin rezistentním enterokokem, může léčba představovat velký problém (47). Velkou část VRE nákaz je možné léčit antibiotiky, kromě vankomycinu (46). 48
Výskyt vankomycin rezistentních enterokoků neustále narůstá. Je to dáno především tím, že jsou pod selekčním tlakem z nadměrného používání glykopeptidů. Za lék volby je považován
linezolid
a
u
kmenů
E.
faecium
též
quinupristin/dalfopristin.
Quinupristin/dalfopristin je neúčinný u E. faecalis (45). Úspěšná je léčba tigecyklinem. Díky širokému anti-bakteriálnímu spektru „je účinný na velmi širokou řadu grampozitivních mikroorganismů, včetně MRSA a VRE, gramnegativních bakterií, včetně kmenů produkujících širokospektré beta-laktamázy, a na anaeroby. Má velmi dobrý průnik především do kůže a měkkých tkání. Uplatnění by měl najít především u léčby polymikrobních břišních a tkáňových infekcí (45).“ Nejčastěji je enterokoková infekce způsobena kmeny E. faecalis a E. faecium. E. faecalis je charakteristický dobrou citlivostí k aminopenicilinům. Považují se tak za lék volby. Pokud je z biologického materiálu izolován kmen Enterococcus faecium, je nutno k léčbě použít glykopeptidy – vankomycin nebo teikoplanin a to z důvodu jeho časté rezistence k aminopenicilinům (47). Vhodná je laboratorní zkouška, která pomůže určit, jaká antibiotika bude vhodné ordinovat, jaká budou nejefektivnější. Má-li pacient zavedený močový nebo intravenózní katetr, může jeho odstranění, když už není potřeba, pomoci zbavit se infekce (48).
49
EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST 6. Materiál Mnou porovnávaná data pochází z oddělení jednotky intenzívní péče KARIM ve Fakultní nemocnici Bohunice v Brně z období od 1. 1. 2011 do 31. 12. 2011. Aktivně se vyhledávají tzv. polyrezistentní kmeny, které způsobují nozokomiální infekce. Jsou to kmeny s produkcí širokospektrých beta-laktamáz
(ESBL), methicilin-rezistentní
Staphylococcus
aureus
(MRSA) a vankomycin-rezistentní enterokoky (VRE). V loňském roce byl na tomto oddělení proveden screening ESBL, MRSA a VRE kmenů u 453 pacientů. Z celkového počtu vyšetřených tvořili muži 54,3 % a ženy 45,7 % - pacientů mužů tedy bylo celkem 246 a žen 207. Biologický materiál, který je přijímán do laboratoře, je dopraven nejčastěji na tamponech vložených do transportního média a ve sterilních zkumavkách. Pokud tampon není v transportním médiu, musíme tuto skutečnost uvést do komentáře. Platí, že odebraný materiál, by měl být co nejrychleji dopraven do laboratoře a laboratoří následně co nejrychleji zpracován. Pokud to není možné, musí být materiál uchováván podle jeho charakteru dle předepsaných pravidel. Vyšetřovaný materiál, který přichází do laboratoře, jsou nejčastěji výtěry z dutiny ústní a dále pak výtěry z nosu a perianální stěry. Podrobněji se závislostí mezi místy odběru a výskytem konkrétních bakterií zabývám v metodické části. Získaná data jsem porovnávala na několika úrovních. Zjišťovala jsem, kolik pacientů mělo pozitivní nález u konkrétních polyrezistentních kmenů, zda byli někteří pacienti kolonizováni více než jedním kmenem, souvislosti mezi pozitivním nálezem a pohlavím pacienta, případně místem odběru materiálu a pohlavím pacienta.
50
7. Metodika 7.1.1. Zpracování materiálu obecně: Kultivační půdy mohou být tekuté, např. masopeptonový agar, který slouží k pomnožení bakterií; z velké části jsou ovšem tyto půdy tuhé, nalité do petriho misek. Příklad: krevní agar, McConkeyho agar, čokoládový agar, Mueller Hintonova půda, ESBL agar. V případě krevního agaru a McConkeyho agaru jsou misky v laboratořích klinické mikrobiologie předem popisovány čísly vzorků. Ostatní půdy jsou popisovány až při zpracování materiálu. Vzorek materiálu se očkuje na kultivační půdy pomocí bakteriologické kličky, která musí být sterilní (vyžíháme v plamenu). Vzorek očkujeme z počátku hustě, následně misku postupně otáčíme o 90° a na hustotě ubíráme tak, aby na poslední části mohly narůst jednotlivé oddělené kolonie. Při diagnostice některých bakterií, např. hemofilů, na misku očkujeme čáru stafylokoka aurea, která umožňuje jejich růst díky uvolňování faktorů, na kterých je růst hemofilů závislý. Takovýto jev se označuje jako satelitový fenomén. Na půdy se dále kladou diagnostické disky napuštěné různými substráty a antibiotické disky s obsahem antibiotik. Kolem antibiotických disků dochází k zábraně růstu citlivých mikrobů, vzniká zóna inhibice, a naopak růstu bakterií k látce rezistentních.
7.1.2. Zpracování jednotlivých druhů materiálu 1.
Výtěr z nosu Při zpracování materiálu, tedy výtěru z nosu, rozočkujeme vzorek na krevní agar,
přidáme čáru St. aurea a do horní, hustě naočkované třetiny klademe disk Bacitracinu a Amikacinu mimo čáru St. aurea. Následně inkubujeme v termostatu se zvýšeným množstvím CO2 (5 – 8 %) 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C. Jako další kultivační půdu použijeme McConkeyho agar, kdy materiál očkujeme na 1/4 půdy. Inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C. Následně na 1/6 ESBL půdy masivně naočkujeme materiál a inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C. Pokud je u materiálu (výtěr z nosu) komentář MRSA, je nutné použít ještě aerobní bujon, do kterého zalomíme tampon a médium opět inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 –
51
24 hod. při 35 – 37 °C. Při vyhledávání MRSA se bujon po 24 hodinách vyočkovává ještě na půdu MRSA select.
2. Výtěr z krku, hrdla, laryngeální výtěr, DÚ Výtěry z krku, hrdla, laryngu a DÚ se zpracovávají stejně, jako výtěr z nosu. Vzorek očkujeme na krevní agar s čárou St. aurea a disky Bacitracinem a Amikacinem, na 1/4 McConkeyho agaru, na 1/6 ESBL půdy masivně. Na rozdíl od výtěru z nosu musíme tento materiál masivně naočkovat ještě na krevní agar, na který umístíme meningokokový disk. Inkubujeme v termostatu se zvýšeným množstvím CO2 (5 – 8 %) 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C. Je-li u vzorku komentář MRSA, musíme k předchozím médiím přidat aerobní bujon, do kterého zalomíme tampon a inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C.
3. Perianální stěry, stolice-monitorace, stěry z recta Stěry zpracováváme na několika typech kultivačních půd. Opět použijeme krevní agar s čárou St. aurea a disky Bacitracinem a Amikacinem, 1/4 McConkeyho agaru a 1/6 ESBL půdy. Dále musíme vzorek naočkovat na 1/4 krevního agaru s NaCl masivně (musíme uvést datum zpracování) a na 1/6 Slanetz-Bartleyho půdy masivně (pouze u KDO a IHOK). Obě dvě poslední zmíněné půdy opět inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C. U vzorků s komentářem MRSA materiál zpracujeme běžným způsobem a navíc přidáme aerobní bujon.
4. Screening VRE (IHOK) Při zapisování vzorku uvedeme jako druh materiálu VRE a do komentáře specifikujeme místo odběru. Vzorek očkujeme masivně pouze na Slanetz-Bartleyho půdu, respektive na jeho 1/6. Inkubujeme v termostatu s běžnou atmosférou 18 – 24 hod. při 35 – 37 °C.
52
7.1.3. Příklady typů půd a vykultivovaných kmenů polyrezistentních kmenů ESBL půda Diagnostická půda ESBL slouží ke kultivaci kmenů bakterií produkujících širokospektré beta-laktamázy, např. Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, E. coli, Enterobacter cloacae. Naočkovanou půdu kultivujeme 18-24 hodin při teplotě 35-37°C a s běžnou atmosférou.
Na obrázku 4 vidíme nárůst kolonií E. coli, které na této půdě mají růžovou barvu. Směs bakterií s produkcí ESBL můžeme vidět na obrázku 5, kde růžové kolonie náleží E. coli a zelené kolonie klebsiele pneumoniae.
Obrázek 4: Půda ESBL, růţové kolonie E. coli
Obrázek 5: Půda ESBL, růţová E. coli, zelená Klebsiella pneumoniae
MRSA K průkazu methicilin-rezistentního zlatého stafylokoka používáme několik typů půd. Nejprve materiál naočkujeme na neselektivní krevní agar, následně na půdu s obsahem antibiotik, která by měla inhibovat růst citlivých kmenů (cefoxitin a oxacilin), na krevní agar s 10 % NaCl pro podpoření růstu MRSA a právě na selektivní půdu MRSA. Na selektivní půdě MRSA poznáme rezistentní kmen Staphylococcus aureus snadno. Roste ve světle růžových koloniích (obr. 6)
53
Obrázek 6: Pozitivní nárůst S. aureus – MRSA
Obrázek 7: Sterilní půda MRSA – výsledek negativní
VRE Selektivní půda VRE slouží k prokázání kmenů enteroků, které jsou rezistentní k vankomycinu (obr. 8). Jde o kmeny Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Očkování na VRE agar předchází opět diagnostika na jiných půdách. Nejprve materiál naočkujeme na krevní agar, na krevní agar s 6,5 % NaCl, kdy při této koncentraci NaCl rostou pouze enterokoky a zlatý stafylokok, na McConkeyho agar a na Slanetz-Bartleyho půdu (tzv. SB5). Máme-li podezření, že je v materiálu přítomný kmen VRE, přeočkujeme kolonie na selektivní půdu VRE. Pozitivním výsledkem jsou černé kolonie až zčernání půdy (obr. 9 a 10). Jestliže se naše podezření potvrdilo, musíme tyto kolonie přenést znovu na krevní agar, abychom zjistili, zda se jedná o E. faecium či E. faecalis.
Obrázek 8: Růst kolonií VRE na půdě SB5
54
Obrázek 9 a 10: Nárůst kolonií enterokoka VRE na selektivní půdě pro VRE
Mueller Hintonova půda Mueller Hintonova (MH) půda je chudá, bez příměsi krve, a slouží pro testování citlivosti různých běžných kmenů bakterií k antibiotikům. Na agar hustě naočkujeme testovaný materiál a následně klademe diagnostické antibiotické disky. Principem této metody je porovnávání inhibičních zón, které se vytvoří kolem některých disků. Inhibiční zóny vyjadřují citlivost/rezistenci testovaného kmene k danému antibiotiku.
Druh bakterie
Ampicillin 10 ug
Tetracycline Gentamicin 30 ug 10 ug
Polymyxin B300 UI
Sulfamethoxazole 1,25 ug Trimethoprim 23,75 ug
Escherichia coli
15-20
18-25
19-26
12-16
24-32
Staphylococcus aureus
24-35
19-27
19-27
7-13
24-32
Streptococcus faecalis
/
/
/
/
16-23
Pseudomonas aeruginosa
/
/
16-21
/
/
Tabulka 3: Průměr inhibice v mm dle NCCLS.
55
Diagnostika produkce betalaktamáz Příkladem
může
být
tzv.
Konfirmační
metoda. Tato metoda je založena na srovnání dvou inhibičních zón na Mueller Hintonově agaru, které vytvořil testovaný kmen okolo disku napuštěného
cefalosporinovým
antibiotikem
a disku se stejným antibiotikem navíc s příměsí klavulanové kyseliny. Kmen hodnotíme jako producenta ESBL ve chvíli, kdy je rozdíl v průměru zón větší než 5 mm s tím, že větší Obrázek 11: MH agar s cefalosporinovými zóna musí být u disku s kombinací antibiotika disky a kyselinou klavulanovou, inhibiční a kyseliny klavulanové. (Obr. 11) Metoda
zóny – rozdíl větší neţ 5 mm.
platí především pro druhy Klebsiella spp., Proteus mirabilis a E. coli. (17) Další metodou je tzv. metoda DDST (Double Disk Synergy Test). Na Mueller Hintonův agar opět hustě naočkujeme zkoumaný materiál a klademe antibiotické disky. Detekujeme deformace inhibičních zón (tzv. čočky) mezi disky s cefalosporiny a aztreonamem, a diskem s amoxicilinem/ klavulanovou kyselinou. (17) (Obr. 12, 13 a 14)
Obrázek 12: MH agar, polyrezistentní kmen ESBL
56
Obrázek 13 a 14: MH agar, pozitivní ESBL kmeny, rezistentní zóny a čočky.
E-test (epsilometer test) E-test je metoda založená na principu suché chemie. K provedení používáme plastový diagnostický proužek napuštěný antibiotikem. Koncentrace léčiva se na tomto proužku logaritmicky snižuje. Po vložení do petriho misky s naočkovaným kmenem dojde ke vzniku gradientu, podle něhož lze odečíst citlivost mikroba. E-test je znázorněn na obrázku 15.
Obrázek 15: E-test, citlivost k VAN a TEI, MIC. Zde jde pravděpodobně o kmen van A.
57
8.
Analýza a vyhodnocení dat Data, která analyzuji ve své práci, pochází z oddělení JIP pro dospělé - z Kliniky
anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny ve Fakultní nemocnici Bohunice v Brně. V roce 2011 byl proveden screening polyrezistentních kmenů celkově u 453 pacientů, z toho bylo 246 mužů (54,3 %) a 207 žen (45,7 %). Pozitivní výsledky přitom mělo 41 hospitalizovaných (9,1 %). U většiny pacientů byl zachycen jeden patogen, ale objevily se také případy, kdy bylo zachyceno patogenů více. Porovnáváním získaných dat se budu zabývat dále.
8.1.1. Záchyt polyrezistentních kmenů na JIP – KARIM V první řadě je důležité zaměřit se na četnost výskytu polyrezistentních kmenů bez ohledu na druh patogenních mikroorganismů, což je znázorněno v grafu 1 (a tabulce 4). Důležité je to proto, že jde o jednu z mála možných srovnatelných statistik s dalšími studiemi především v zahraničí a také pro potvrzení či vyvrácení mé hypotézy. Ze statistik oddělení KARIM vyplývá, že velká část zachycených patogenů z těchto kmenů patří k bakteriím s produkcí širokospektrých beta-laktamáz (8,61 %). MRSA (0,44 %) a VRE (0,88 %) kmeny se vyskytly o poznání méně často.
Polyrezistentní kmen s produkcí ESBL MRSA VRE
Počet zachycených mikrobů
Procentuální zastoupení
39
8,61%
2
0,44%
4
0,88%
Tabulka 4: Četnost výskytu jednotlivých polyrezistentních kmenů
58
0,88% 0,44% s produkcí ESBL MRSA
8,61%
VRE
Graf 1: Procentuální zastoupení polyrezistentních kmenů na oddělení KARIM
8.1.2. Záchyt jednotlivých druhů patogenů Při analýze a hodnocení počtu jednotlivých druhů patogenů jsem zjistila, že za rok 2011 jich bylo zachyceno celkem 6 u 41 pozitivních pacientů z celkového počtu 453 vyšetřených, přičemž u některých hospitalizovaných bylo objeveno více kmenů. Z tabulky 5 je zřejmé, o které kmeny se jedná a v grafu 2 je znázorněna četnost výskytu. Za povšimnutí stojí především četnost výskytu kmene Klebsiella pneumoniae – ESBL, který byl zachycen u 23 pacientů, a kmene Escherichia coli – ESBL zachyceného v 11 případech.
Počet pozitivních pacientů
Zachycený kmen
Počet pozitivních pacientů
Enterobacter cloacae ESBL
3
Klebsiella pneumoniae ESBL
23
Enterococcus spp. - VRE
4
Klebsiella oxytoca- ESBL
2
Staphylococcus aureus MRSA
2 Celkem
45
Escherichia coli - ESBL
11
Zachycený kmen
Tabulka 5: Četnost výskytu jednotlivých patogenů.
59
2
3
Enterobacter cloacae - ESBL
4
Enterococcus spp. - VRE
Escherichia coli - ESBL
11
Klebsiella oxytoca - ESBL
23 Klebsiella pneumoniae - ESBL Staphylococcus aureus - MRSA
2
Graf 2: Graf četnosti výskytu jednotlivých patogenů.
8.1.3. Výskyt polyrezistentních kmenů v závislosti na pohlaví pacienta V předchozí analýze jsem se zabývala četností výskytu patogenních mikrobů u všech pacientů bez ohledu na pohlaví. Je ale zajímavé porovnat zachycené kmeny právě v závislosti na pohlaví hospitalizovaných. Zjistíme, že v roce 2011 bylo zachyceno více polyrezistentních kmenů u mužů celkově, a že např. Klebsiella oxytoca – ESBL se u hospitalizovaných žen neobjevila ani v jednom případě (Graf 4). Porovnávala jsem data vztažená jednak na celkový počet pacientů (453) a následně vztažená na pozitivní pacienty (41). Poměry se nemění, což je vidět v grafech 3, 5 a 4, 6. Vše souhrnně znázorňuje také tabulka 6.
60
Zachycený kmen
% % zastoupení % % zastoupení Počet Počet zastoupení u u pozitivních zastoupení u u pozitivních pozitivních pozitivních pozitivních mužů z celk. pozitivních žen z celk. mužů žen mužů počtu žen počtu
Enterobacter ESBL
2
5,72%
0,81%
1
10,00%
0,48%
Enterococcus spp. - VRE
3
8,30%
1,22%
1
10,00%
0,48%
Escherichia coli ESBL
7
20,20%
2,87%
4
40,00%
1,92%
Klebsiella oxytoca -ESBL
2
5,72%
0,81%
0
0,00%
0,00%
Klebsiella pneumoniae ESBL
20
57,20%
8,20%
3
30,00%
1,44%
Staphylococcus aureus - MRSA
1
2,86%
0,41%
1
10,00%
0,48%
Tabulka 6: Četnost výskytu polyrezistentních kmenů v závislosti na pohlaví pacienta vztaţená na celkový počet 453 hospitalizovaných (4. a 7. sloupec) a na počet pozitivních pacientů (3. a 6. sloupec).
0,41%
0,81% Enterobacter cloacae - ESBL Enterococcus spp. - VRE
1,22%
Escherichia coli - ESBL
2,87%
Klebsiella oxytoca - ESBL Klebsiella pneumoniae - ESBL
8,20% Staphylococcus aureus - MRSA
0,81% Graf 3: Graf znázorňující pozitivní výskyt jednotlivých patogenů u hospitalizovaných muţů vztaţený na celkový počet hospitalizovaných (453).
61
0,48%
0,48%
0,48%
Enterobacter cloacae - ESBL Enterococcus spp. - VRE Escherichia coli - ESBL
1,44% Klebsiella pneumoniae- ESBL
1,92%
Staphylococcus aureus - MRSA
Graf 4: Graf znázorňující pozitivní výskyt jednotlivých patogenů u hospitalizovaných ţen vztaţený na celkový počet hospitalizovaných (453).
2,86%
5,72%
Enterobacter cloacae - ESBL Enterococcus spp. - VRE
8,30%
Escherichia coli - ESBL 20,20%
57,20% 5,72%
Klebsiella oxytoca - ESBL Klebsiella pneumoniae ESBL Staphylococcus aureus MRSA
Graf 5: Graf znázorňující poměr zachycených patogenů u pozitivních hospitalizovaných muţů.
62
10%
10%
Enterobacter cloacae - ESBL Enterococcus spp. - VRE
10%
Escherichia coli - ESBL Klebsiella pneumoniaeESBL
30% 40%
Staphylococcus aureus MRSA
Graf 6: Graf znázorňující poměr zachycených patogenů u pozitivních hospitalizovaných ţen.
8.1.4. Výskyt polyrezistentních kmenů v závislosti na původu materiálu Při porovnávání četnosti výskytu polyrezistetních kmenů v testovaných materiálech různého původu jsem zjistila, že jednoznačně nejvíce pozitivních výsledků bylo zachyceno ve výtěrech z dutiny ústní (82,2 %). Ve výtěrech z nosu (13,3 %) a perianálních stěrech (4,5 %) byla čísla výrazně nižší (tabulka 7 a graf 7). Celkový počet pozitivních nálezů je 45.
Místo odběru materiálu
Počet pozitivních pacientů
Procentuální zastoupení
Výtěr z nosu
6
13,3%
Výtěr z dutiny ústní
37
82,2%
Perianální stěr
2
4,5%
Tabulka 7: Četnost výskytu polyrezistentních kmenů v různých materiálech.
63
4,5%
13,3% Výtěr z nosu Výtěr z dutiny ústní
82,2%
Perianální výtěr
Graf 7: Graf závislosti počtu pozitivních záchytů na místě odběru materiálu
Zajímavé je podívat se na zastoupení konkrétních patogenů v jednotlivých místech odběru materiálu. Pokud jde o výtěry z nosu, zachyceny byly 4 mikroby (tabulka 8 a graf 8). Ve výtěrech z dutiny ústní bylo nalezeno 5 patogenů (tabulka 9 a graf 9) a v perianálních stěrech 2 (tabulka 10 a graf 10). Výtěr z nosu
Zachycený kmen
Četnost výskytu
Staphylococcus aureus - MRSA
2
Enterobacter cloacae - ESBL
1
Escherichia coli ESBL Klebsiella pneumoniae ESBL
1 1
Tabulka 8: Výskyt konkrétních patogenů v materiálech z výtěrů z nosu. Staphylococcus aureus - MRSA
1 2
Enterobacter cloacae - ESBL Escherichia coli ESBL
1 1
Klebsiella pneumoniae ESBL
Graf 8: Graf zastoupení jednotlivých patogenů ve výtěrech z nosu.
64
Výtěr z dutiny ústní
Zachycený kmen
Četnost výskytu
Enterobacter cloacae - ESBL
2
Escherichia coli ESBL
11
Enterococcus spp. - VRE
4
Klebsiella oxytoca - ESBL Klebsiella pneumoniae ESBL
2 22
Tabulka 9: Výskyt konkrétních patogenů v materiálech z dutiny ústní. Enterobacter cloacae - ESBL
2
Escherichia coli ESBL
11
Enterococcus spp. VRE
22 2
4
Klebsiella oxytoca ESBL Klebsiella pneumoniae - ESBL
Graf 9: Graf zastoupení jednotlivých patogenů ve výtěrech z dutiny ústní.
Perianální stěr
Zachycený kmen
Četnost výskytu
Staphylococcus aureus - MRSA
1
Enterobacter cloacae - ESBL
1
Tabulka 10: Výskyt konkrétních patogenů v materiálech z perianálních stěrů.
65
Staphylococcus aureus - MRSA
1
1 Enterobacter cloacae - ESBL
Graf 10: Graf zastoupení jednotlivých patogenů ve výtěrech z perianálních stěrů.
8.1.5. Výskyt více kmenů Pokud porovnáme počet pacientů, u kterých byl nalezen polyrezistentní kmen, s celkovým počtem zachycených mikrobů, zjistíme, že se hodnoty neshodují. Celkový počet zachycených mikrobů je vyšší. Z toho plyne, že někteří hospitalizovaní pacienti byli kolonizováni více než jedním kmenem. Konkrétně dva pacienti byli kolonizováni dvěma kmeny (tabulka 11). Počet zachycených patogenů
Počet pacientů
Procentuální zastoupení
1
39
95,2%
2
1
2,4%
3
1
2,4%
Tabulka 11: Počty zachycených kmenů u jednotlivých pacientů
2,4%
2,4% 1 patogen 2 patogeny 3 patogeny 95,2%
Graf 11: Graf závislosti počtu zachycených patogenů na jednoho pacienta
66
Porovnáme-li o jaké patogeny se jednalo, zjistíme, že v každém případě šlo o různou kombinaci. Společně ve dvojici se vyskytovaly Escherichia coli – ESBL s Klebsiella oxytoca – ESBL, a Escherichia coli – ESBL s Enterococcus spp. – VRE. Vše je znázorněno v následující tabulce 12.
Kombinace kmenů
Počet pacientů s danou kombinací
E. coli - ESBL + E. spp. - VRE
1
E. coli - ESBL + Klebsiella oxytoca - ESBL
1
Tabulka 12: Patogeny vyskytující se v kombinaci.
67
Diskuze Problematice nozokomiálních nákaz se věnují řady studií po celém světě. Podle zahraničních zdrojů je každý den na světě léčeno asi 1,4 milionu lidí pro infekci získanou v nemocničním zařízení. V rozvinutých zemích se vyskytují NN u 5-10 % hospitalizovaných (11). Zdravotnická zařízení by měla evidovat každý výskyt polyrezistentního kmene za účelem neustálého zlepšování zdravotnické péče. Bohužel, na rozdíl od jiných zemí, v České republice nejsou v současné době informace o výskytu NN k dispozici. Známé jsou jen údaje ze starších studií v ČR, které říkají, že infekce vzniklé během hospitalizace pacienta se vyskytovaly u 20 % pacientů na chirurgických odděleních a u 10 % pacientů na odděleních jednotek intenzívní péče. (13) Ve své práci jsem se zaměřila na četnost výskytu polyrezistentních kmenů, tedy Gramnegativních
bakterií
s produkcí
širokospektrých
beta-laktamáz
(ESBL),
methicilin
rezistentních zlatých stafylokoků (MRSA) a vankomycin rezistentních enterokoků (VRE) ve Fakultní nemocnici Brno (FN Brno). Z jednotky intenzívní péče pro dospělé – KARIM bylo za rok 2011 vyšetřeno 453 pacientů (246 mužů, 207 žen) a u 41 z nich (31 mužů, 10 žen) bylo zaznamenáno 45 případů výskytu těchto kmenů. Výrazně nejčastěji se jednalo o kmen ESBL, který tvoří 8,61 %. Kmeny MRSA a VRE se vyskytly s nižší četností, konkrétně MRSA ve 0,44 % a VRE v 0,88 % případů. Celkově bylo zachyceno 6 různých patogenů. Nejčastěji se vyskytla bakterie Klebsiella pneumoniae – ESBL, která byla zaznamenána ve 23 případech a následuje Escherichia coli – ESBL. Ta se vyskytla v 11 vzorcích. Dále jsem porovnala výskyt polyrezistentních kmenů v závislosti na pohlaví pacienta. Dá se říci, že více byli kolonizováni muži. Dva hospitalizovaní pacienti byli kolonizováni dvěma kmeny. Společně ve dvojici se vyskytovaly Escherichia coli – ESBL s Klebsiella oxytoca – ESBL, a Escherichia coli – ESBL s Enterococcus spp. – VRE. Nejvyšší výskyt patogenních polyrezistentních kmenů byl zachycen ve výtěrech z dutiny ústní (82,2 %). Ve výtěrech z nosu a perianálních stěrech byla čísla významně nižší (13,3 a 4,5 %). Výše uvedená čísla mohu porovnat s dětským oddělením ARO ve FN Brno. Na tomto oddělení převažuje u vyšetřených pacientů opět výskyt bakterií s produkcí ESBL a to v 98,3 %. Zbylých 1,7 % zastupuje Staphylococcus aureus – MRSA, který se v roce 2011 vyskytl v jednom jediném případě. 68
Studie v severní Francii se zabývala výskytem methicilin rezistentního zlatého stafylokoka a bakteriemi s produkcí širokospektrých beta-laktamáz po dobu pěti let (od roku 1996) ve 23 nemocnicích. Během pětiletého období bylo vyhodnoceno následující: celkový podíl MRSA 38,4 % na 28 534 kmenů S. aurea; ESBL 11,4 % na 6121 kmenů Klebsiella pneumoniae; ESBL 47,7 % na 2353 kmenů Enterobacter aerogenes – tedy 38,4 % MRSA a 59,1 % ESBL. Stejně jako ve FN Brno, i ve zdravotnických zařízeních v severní Francii převládá výskyt kmenů s produkcí ESBL. Bylo zaznamenáno, že ve všech nemocnicích, které se studie zúčastnily, se od té doby výskyt ESBL snížil. Kmeny MRSA se stále špatně kontrolují a budou vyžadovat účinnější opatření. (59) V Německu se zavádí nový modul pro sledování výskytu polyrezistentních kmenů na jednotkách intenzívní péče. Zaznamenává se záchyt infekcí způsobených zlatým stafylokokem (MRSA), vankomycin rezistentním enterokokem (VRE) a bakteriemi s produkcí ESBL – Escherichia coli a Klebsiella pneumoniae. V této studii je četnost výskytu polyrezistentních kmenů na odděleních JIP rozlišena na 5 německých regionů v letech 2005 a 2006. Celkový počet JIP byl 176 a počet pacientů byl více než 280 tisíc. V 5490 případech byl zaznamenán pozitivní výskyt. Četnost MRSA se pohybovala od 82 % do 91 %, od 34 % do 76 % kolísal záchyt ESBL a od 8 % do 42 % záchyt VRE. Závěrem tedy je, že v Německu byl v letech 2005-2006 nejčastěji zachycen kmen MRSA. (60) Problematikou vzniku rezistence některých rodů bakterií k antibiotickým látkám se zabývají také v Kanadě. Studie probíhala v letech 2005 a 2006 v 19 zdravotnických zařízeních. Za dané období bylo nashromážděno 4 180 vzorků, u kterých byla zachycena rezistence kmene na antibiotikum. Zaznamenán byl následující výskyt polyrezistentních kmenů: Escherichia coli (ESBL) 12,8 %; Klebsiella pneumoniae (ESBL) 5,8 %; Staphylococcus aureus (MRSA) 4,7 %; Enterococcus spp. (VRE) 6,1 %. Kmeny MRSA tvoří celkově 22,3 % všech pozitivních vzorků, vankomycin rezistentní enterokoky VRE 6,7 % a ESBL kmeny 5,3 %. (61) Ve Spojených státech amerických proběhla taktéž studie a to v 463 nemocnicích. Bylo zachyceno 28 502 infekcí na 25 384 pacienty. Nejčastěji byly identifikovány: koagulázanegativní stafylokoky (15 %), zlatý stafylokok (15 %), enterokoky (12 %), kandidy (11 %), E. coli (10 %), Pseudomonas aeruginosa (8 %), Klebsiella pneumoniae (6 %). Ze studie vyplývá, že bylo opět zachyceno nejvíce kmenů MRSA. (62)
69
Dá se říci, že rezistence vůči antibiotickým látkám je celosvětový problém. Je proto velmi důležité se touto problematikou zabývat a řešit ji. Léčba antibiotiky musí být cílená a důležité je také striktní dodržování hygienických postupů.
70
Závěr Ve své práci jsem se zabývala četností výskytu polyrezistentních kmenů ESBL, MRSA a VRE na oddělení KARIM ve Fakultní nemocnici Bohunice v Brně. V teoretické části jsem popsala fyziologickou flóru člověka, jelikož každý z nás je osídlen velkou spoustou mikroorganismů běžně. Tyto mikroby nám nepůsobí potíže a některé jsou naopak užitečné. Následně se zabývám teoretickou kolonizací pacientů na jednotkách intenzívní péče a bakteriemi aktivně vyhledávanými na těchto odděleních. V obou případech se jedná o tzv. potenciální patogenní mikroorganismy, které způsobují nozokomiální infekce a kam řadíme gramnegativní bakterie s produkcí širokospektrých beta-laktamáz (ESBL), methicilin rezistentní zlaté stafylokoky (MRSA) a vankomycin rezistentní enterokoky (VRE). Uvádím definici těchto polyrezistentních kmenů, diagnostiku, rizika vzniku infekce a léčbu. V experimentální části uvádím studovaný materiál a metodiku vyšetření, která se v daných případech provádí na Oddělení klinické mikrobiologie ve FN Brno. Porovnávala jsem statistiku četnosti výskytu polyrezistentních kmenů v roce 2011 na různých úrovních – záchyt kmenů bez ohledu na konkrétní druh bakterie vztažený na celkový počet vyšetřených pacientů či na počet pozitivních nálezů u hospitalizovaných; výskyt určitých druhů v závislosti na pohlaví pacienta nebo na původu materiálu. Má hypotéza byla správná. Jednoznačně nejvyšší podíl na vzniku nozokomiálních infekcí v roce 2011 měly bakterie s produkcí ESBL (8,61 %). Nejčastěji zachyceným patogenem byla Klebsiella pneumoniae – ESBL, která byla potvrzena ve 23 případech. Následuje Escherichia coli - ESBL, jež byla prokázána v 11 vzorcích.
71
Seznam použité literatury: 1. BEDNÁŘ, M., et al.: Lékařská mikrobiologie. Praha: Marvil, 1996. ISBN 80-2380-297-6. 2. FIX, D. F.: Medical Microbiology: Southern Illinois University Carbondale [online]. 19972012 [cit. 2011-10-15]. Dostupné z: http://www.cehs.siu.edu/fix/medmicro/index.htm 3. TODAR, K.: The Normal Bacterial Flora of Humans. Todar's Online Textbook of Microbiology [online]. 2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupné z: http://www.textbookofbacteriology.net/normalflora.html 4. RÉDOVÁ, M.: Molekulární diagnostika Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus. Brno, 2006. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Ústav experimentální biologie, Oddělení genetiky a molekulární biologie. Vedoucí práce doc. RNDr. Roman Pantůček, PhD. 5. VOTAVA, M., et al.: Lékařská mikrobiologie: Speciální. Brno: Neptun, 2003. ISBN 80902896-6-5. 6. Mikroflóra lidského organismu. In: Masarykova univerzita: Lékařská fakulta [online]. 2007 [cit. 2011-10-15]. Dostupné z: http://www.med.muni.cz/dokumenty/pdf/mikrobiologie_lidskeho_organismu.pdf 7. Streptococcus pneumoniae. In: Wikipedia: MicrobeWiki [online]. San Francisco (CA): Wikimedia
Foundation,
2001-
[cit.
2011-10-15].
Dostupné
z:
http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Streptococcus_pneumoniae 8. MANDÁTOVÁ, V.: Mikroflóra gastrointestinálního traktu. Masarykova univerzita, přírodovědecká
fakulta
[online].
2005
[cit.
2011-10-15].
Dostupné
z:
http://www.sci.muni.cz/mikrob/mikrofloraGIT/spustit.htm 9. ŠKUBOVÁ, J.: Před 190 lety se narodila Florence Nightingalová. Florence: Časopis moderního
ošetřovatelství
[online].
2010
[cit.
2011-11-19].
Dostupné
z:
http://florence.grenade.cz/index.php/osetrovatelstvi/zpravodajstvi/pred-190-lety-se-narodilaflorence-nightingalova 10. ŠEVČÍK, P., ČERNÝ, V. a VÍTOVEC, J., et al.: Intenzívní medicína. Druhé, rozšířené vydání. Praha: Galén, 2003. ISBN 80-7262-203-X.
72
11. Nemocniční Infekce.: Ministerstvo zdravotnictví České republiky: Kniha bezpečí [online]. 2008 [cit. 2012-11-19]. Dostupné z: http://www.mzcr.cz/KnihaBezpeci/obsah/nemocnicniinfekce_2406_18.html 12. MAĎAR, R., PODSTATOVÁ R. a ŘEHOŘOVÁ, J.: Prevence nozokomiálních nákaz v klinické praxi. Praha: Grada, 2006. ISBN 80-24716-73-9. 13. PODSTATOVÁ, R. a MAĎAR, R.: Nozokomiální nákazy. In: Ostravská univerzita v Ostravě
[online].
2008
[cit.
2011-11-19].
Dostupné
z:
http://www.osu.cz/dokumenty/napsalionas/odb-20080110-0116.pdf 14. ŠRÁMOVÁ, H.: Nozokomiální nákazy II. Praha: Maxdorf, 2001. ISBN 80-85912-25-2. 15. KUBÍČKOVÁ, A.: Porovnání rizika vzniku nozokomiálních nákaz na jednotce intenzívní péče - meta-analýza: Diplomová práce. Olomouc, 2010. 16. Antimicrobial (Drug) Resistance: Vancomycin-Resistant Enterococci (VRE).: National Institutes of Allergy and Infectious Diseases [online]. 2008 [cit. 2012-2-8]. Dostupné z: http://www.niaid.nih.gov/topics/antimicrobialresistance/examples/vre/Pages/default.aspx 17. HRABÁK, J.: Metodiky. Betalaktamázy.cz [online]. 2009 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.betalaktamazy.cz/mod/wiki/view.php?id=22 18. VOTAVA, M.: Lékařská mikrobiologie: Obecná. 2. přepracované vydání. Brno: Neptun, 2005. ISBN 80-86850-00-5. 19. HRABÁK, J. a VANIŠ, V. et al.: Průkaz ß- laktamáz širokého spektra (ESBL) a typu AmpC u enterobakterií. In: Zprávy CEM (SZÚ) [online]. Praha, 2007 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.betalaktamazy.cz/file.php/1/Metodiky/prukaz_ESBL_a_AmpC.pdf 20. BRADFORD, P. A.: Extended-Spectrum β-Lactamases in the 21st Century: Characterization, Epidemiology, and Detection of This Important Resistance Threat. Clinical Microbiology Reviews [online]. 2001 [cit. 2011-12-10], č. 14. ISSN 4 933-951. Dostupné z: http://cmr.asm.org/content/14/4/933.abstract 21. KLIEBE, Ch., et al.: Evolution of plasmid-coded resistance to broad-spectrum cephalosporins. Antimicrobial Agents and Chemotheraphy. 1985, 28(2). 22. Doporučené postupy pro monitoraci bakteriálního osídlení FN Brno. 23. ČERNOHORSKÁ, L. a ANDRYSÍK, T.: Detekce beta-laktamáz typu AmpC u gramnegativních bakterií izolovaných z moče. Masarykova univerzita [online]. 2008 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.muni.cz/research/publications/806425 73
24. JACOBY, G. A.: β-Lactamase Nomenclature. Antimicrobial Agents and Chemotheraphy. 2006, 50(4). DOI: 10.1128/AAC.50.4.1123-1129.2006. 25. HRABÁK, J.: Průkaz metalo-ß-laktamáz (MBL) u gramnegativních bakterií. In: Zprávy CEM. Praha: Státní zdravotnický ústav, 2007. 26. KUČERA, R.: ABZ slovník cizích slov [online]. 2005-2006 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://slovnik-cizich-slov.abz.cz/web.php/slovo/beta-laktamaza 27. LEFNEROVÁ, D. a ŠIMŮNEK, J.: Antibiotika: Doplňkový výukový text z mikrobiologie pro studium výživy člověka. In: Masarykova univerzita: Lékařská fakulta [online]. 200- [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.med.muni.cz/dokumenty/pdf/atb.pdf 28. The Penicillins. University of Minnesota: College of Pharmacy [online]. 2011 [cit. 201112-10]. Dostupné z: http://www.courses.ahc.umn.edu/pharmacy/6124/remmel_notes/penicillins.pdf 29. Antibiotics: Cephalosporins. eMedExpert [online]. 2007 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.emedexpert.com/compare/cephalosporins.shtml 30. ITOKAZU, G.: CEPHALOSPORINS. UIC: University of Illinois at Chicago [online]. 2010 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.uic.edu/pharmacy/courses/pmpr342/itokazu/cephalosporins.html 31. Monobactams. AntibioticsList [online]. 2010 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://www.antibioticslist.com/monobactams.html 32. McPHEE, St., PAPADAKIS, M. a RABOW, M. V.: CURRENT Medical Diagnosis and Treatment 2011. New York: McGraw-Hill Education, 2011. ISBN 9780071700559 / 0071700552. 33. ZHANNEL, G. G., Wiebe R., et al.: Comparative review of the carbapenems. Drugs. 2007
[cit.
2011-12-10],
67(7).
DOI:
1027-52.
Dostupné
z:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17488146 34. β-lactam Antibiotics.: Natural Products as Pharmaceuticals: A Look at Penicillin [online]. 2001 [cit. 2011-12-10]. Dostupné z: http://homepage.ntlworld.com/diamonddove/03_Blactams/Blactam_Antibiotics.htm 35. MAREK, J.: Farmakoterapie vnitřních nemocí. Praha: Grada, 2005. ISBN 978-80-2472639-7.
74
36. STONE, T. a .DARLINGTONOVÁ, G.: Léky, drogy, jedy. Praha: Academia, 2003. ISBN 80-200-1065-3. 37. SPÍŢEK, J.: Rezistence na antibiotika: Je třeba hledat nové látky a nové postupy. Přírodovědecký časopis Vesmír. 1999, č. 78. ISSN 1214-4029. 38. Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) Infections.: Centers for Disease Control and Prevention [online]. 2010 [cit. 2012-2-8]. Dostupné z: http://www.cdc.gov/mrsa/ 39. STRNADOVÁ, A.: Nozokomiální nákazy. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2011 [cit. 2012-2-8]. Dostupné z: http://www.wikiskripta.eu/index.php/Nozokomi%C3%A1ln%C3%AD_n%C3%A1kazy 40. DAVIS, Ch. P.: MRSA (Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus) Infections. MedicineNet
[online].
2004
[cit.
2012-2-8].
Dostupné
z:
http://www.medicinenet.com/mrsa_infection/article.htm 41. PETRÁŠ, P.: Průkaz hyaluronidázy k průkazu kmenů S. aureus. In: NRL pro stafylokoky; Zprávy CEM. Praha: Státní zdravotnický ústav, 2011. 42. VOTAVA, M. a WOZNICOVÁ, V., et al.: Průkaz hyaluronidázy u kmenů rodu Staphylococcus. Masarykova univerzita [online]. 2004 [cit. 2012-3-1]. Dostupné z: http://www.muni.cz/research/publications/559039 43. URBÁŠKOVÁ, P. a MACKOVÁ, B.: Disk s cefoxitinem - spolehlivá metoda pro vyhledávání kmenů stafylokoků rezistentních k oxacilinu. In: Zprávy CEM. Praha: Státní zdravotnický ústav, 2004, č. 7. ISSN 1211-7358. 44. MALÍKOVÁ, K.: MRSA nemusí vždy nahánět strach. Zdravotnické noviny [online]. 2008 [cit. 2012-2-8]. Dostupné z: http://www.zdn.cz/clanek/sestra/mrsa-nemusi-vzdynahanet-strach-373232 45. PETKOV, V.: Problematika a terapie polyrezistentních bakteriálních kmenů. Česká společnost hepato-pankreato-biliární chirurgie [online]. 2006 [cit. 2012-3-1]. Dostupné z: http://www.hpb.cz/index.php?pId=06-4-02 46. Antimicrobial (Drug) Resistance: Vancomycin-Resistant Enterococci (VRE). National Institutes of Allergy and Infectious Diseases [online]. 2008 [cit. 2012-2-8]. Dostupné z: http://www.niaid.nih.gov/topics/antimicrobialresistance/examples/vre/Pages/default.aspx 47. VÁGNEROVÁ, I. a KOLÁŘ M.: Možnosti terapie infekcí způsobených vankomycinrezistentními enterokoky. In: Přehledové články farmakoterapie [online]. 2003 [cit. 2012-28]. Dostupné z: http://www.klinickafarmakologie.cz/pdfs/far/2003/03/09.pdf 75
48. Vancomycin-resistant Enterococci (VRE) in Healthcare Settings. Centers for Disease Control
and
Prevention
[online].
2010
[cit.
Dostupné
2012-2-8].
z:
http://www.cdc.gov/HAI/organisms/vre/vre.html#a5 49. HUYCKE, M. M.: Multiple-Drug Resistant Enterococci: The Nature of the Problem and an Agenda for the Future. Emerging Infectious Diseases [online]. 1998 [cit. 2012-3-1], č. 4. DOI: 10.3201/eid0402.980211. Dostupné z: http://wwwnc.cdc.gov/eid/content/4/2/contents.htm 50. GÜLHAN, T. a AKSAKAL, A. et al.: Virulence Factors of Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis Strains Isolated from Humans and Pets. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2006, 30(5). ISSN 1303-6181. 51. GLICK, W.: Enterococcus faecalis. Microbe of the Week 2005 [online]. 2005 [cit. 20123-1]. Dostupné z: http://web.mst.edu/~microbio/bio221_2005/e_faecalis.htm 52. DOMIG, K. J., MAYER, H. K. a KNEIFEL, W.: Methods used for the isolation, enumeration, characterisation and identification of Enterococcus spp.: 2. Pheno- and genotypic criteria. International Journal of Food Microbiology. 2003, č. 2-3. 53. MURRAY, P. R., BARON E. J. a JORGENSEN, J.H., et al.: Manual of Clinical Microbiology. Washington D.C.: ASM Press, 2007. ISBN 978-1-55581-371-0. 54. MURRAY, P. R.: The life and times of the Enterococcus. Clinical Microbiology Reviews. 1990, 3(1). DOI: 10.1128/CMR.3.1.46. 55. TROJÁNEK, M.: Enterokoky izolované z urogenitálního traktu lidí. Pardubice, 2006. Středoškolská odborná činnost. Gymnázium Pardubice, Univerzita Pardubice, Katedra biologických a biochemických věd. Vedoucí práce Doc. MVDr. Jaroslava Mazurová, CSc. 56. NORDQVIST, Ch.: What is MRSA? Why is MRSA a Concern? How is MRSA Treated?. Medical
News
Today
[online].
2009
[cit.
2012-2-8].
Dostupné
z:
http://www.medicalnewstoday.com/articles/10634.php 57. Rod Enterococcus, prezentace, Online. [Online]spolek1.med.muni.cz/files/Mikra/enterokoky.ppt. 58. KOLÁŘ, M., LÁTAL, T. a ČERMÁK, P.: Klinicko-mikrobiologické podklady racionální antibiotické léčby. Praha: Trios, 2002. ISBN 80-238-9301-7. 59. ALBERTINI, M.T. a BENOIT, C. et al.: Surveillance of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Enterobacteriaceae producing extended-spectrum betalactamase (ESBLE) in Northern France: a five-year multicentre incidence study. The Journal of Hospital Infection. 2002, 52(2). DOI: 10.1053/jhin.2002.1286. 76
60. KOHLENBERG, A. et al.: Regional trends in multidrug-resistant infections in German intensive care units: a real-time model for epidemiological monitoring and analysis. Journal of Hospital Infection. 2009, č. 73. DOI: 10.1016/j.jhin.2009.07.017. 61. ZHANEL, G. G., et al.: Antimicrobial-Resistant Pathogens in Intensive Care Units in Canada: Results of the Canadian National Intensive Care Unit (CAN-ICU) Study, 2005-2006. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2008, 52(4). DOI: 10.1128/AAC.01538-07. 62. HIDRON, A. I.; et al.: Antimicrobial‐Resistant Pathogens Associated With Healthcare‐ Associated Infections: Annual Summary of Data Reported to the National Healthcare Safety Network at the Centers for Disease Control and Prevention, 2006–2007. The University of Chicago Press. 2008, 29(11). DOI: 10.1086/591861.
77
Příloha: Publikace: Práce prezentována: Studentský WORKSHOP 2012 - téma TOXIKOMÁNIE, konaný 12. 4. 2012 v kongresových prostorách hotelu CONTINENTAL, Kounicova 6, Brno Abstrakt publikován: Sborník studentského workshopu 2012 – téma Toxikománie
78
