MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Ústav experimentální biologie
Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií u zdravých osob
Bakalářská práce
Ondřejka Knopfová
Vedoucí bakalářské práce: MUDr. ONDŘEJ ZAHRADNÍČEK
BRNO 2011
Bibliografický záznam
Autor:
Ondřejka Knopfová Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Ústav experimentální biologie, Oddělení mikrobiologie
Název práce:
Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií u zdravých osob
Studijní program:
Biologie
Studijní obor:
Obecná biologie, směr Mikrobiologie
Vedoucí práce:
MUDr. Ondřej Zahradníček
Rok obhajoby:
2011
Klíčová slova:
antibiotika, běžná mikroflóra, nosičství
Bibliographic entry
Author:
Ondřejka Knopfová Faculty of Science, Masaryk University Department of experimental biology, Department of microbiology
Title of thesis:
Carriership of polyresistant strains of bacteria in healthy persons
Degree program:
Biology
Field of study:
General biology, specialization Microbiology
Supervisor:
MUDr. Ondřej Zahradníček
Year of defence:
2011
Keywords:
antibiotics, normal microflora, carriage
Poděkování Ráda bych poděkovala vedoucímu mé bakalářské práce MUDr. Ondřeji Zahradníčkovi za čas, připomínky a seznámení s Mikrobiologickým ústavem Lékařské fakulty Masarykovy univerzity na pracovišti Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou bakalářskou práci napsala samostatně a výhradně s použitím citovaných pramenů.
Brno 10. května 2011
........................... Ondřejka Knopfová
Abstrakt Rezistence bakterií na antibiotika patří k jedněm z nejvýznamnějších problémů moderní medicíny. Zejména výskyt polyrezistentních kmenů, jako jsou meticilin rezistentní
stafylokoky,
vankomycin
rezistentní
enterokoky,
enterobakterie
a
pseudomonády, produkující různé typy beta-laktamáz, je v této souvislosti velkou hrozbou. Rezistence se sleduje především u kmenů získaných od hospitalizovaných pacientů, ať již v případě kolonizace, nebo přímo infekce způsobené danými kmeny. Méně je již známa situace, týkající se rezistence kmenů kolonizujících zcela zdravé osoby. Přitom právě tyto kmeny od zdravých osob mohou být významným zdrojem závažných infekcí pro pacienty.
Abstract Bacterial resistance to antibiotics is one of the most important problems of modern medicine. Especially the presence of polyresistant strains such as methicillinresistant
staphylococci,
vancomycin-resistant
enterococci,
enterobacteria
and
pseudomonas, producing different types of beta-lactamases, is in this context a major threat. Resistance is measured primarily in strains obtained from hospitalized patients, whether in the case of colonization or infection directly caused by the strain. Less known situation is resistance of strains colonizing completely healthy person. It is precisely these strains from healthy individuals that may be an important source of serious infections for patients.
Obsah 1
Úvod .....................................................................................................................3
2
Cíl práce ...............................................................................................................4
3
Antibiotika ...........................................................................................................5
4
3.1
Beta-laktamy..................................................................................................5
3.2
Makrolidy ......................................................................................................6
3.3
Linkosamidy ..................................................................................................7
3.4
Streptograminy ..............................................................................................7
3.5
Glykopeptidy .................................................................................................7
Mechanismy rezistence........................................................................................9 4.1
Mechanismy rezistence u beta-laktamů ..........................................................9
4.1.1
Produkce beta-laktamáz..........................................................................9
4.1.2
Efluxní pumpy .....................................................................................10
4.1.3
Změna struktury PBP ...........................................................................10
4.1.4
Impermeabilita .....................................................................................11
4.2
Mechanismy rezistence na makrolidy, linkosamidy a streptograminy...........11
4.2.1
Mechanismy rezistence na makrolidy ...................................................11
4.2.2
Mechanismus rezistence na linkosamidy ..............................................12
4.2.3
Mechanismus rezistence na streptograminy ..........................................12
4.3 5
6
Mechanismus rezistence na glykopeptidy.....................................................12
Běžná mikroflóra zdravého člověka..................................................................14 5.1
Kůže ............................................................................................................14
5.2
Oči a uši.......................................................................................................14
5.3
Dýchací ústrojí.............................................................................................15
5.4
Urogenitální trakt.........................................................................................15
5.5
Trávicí ústrojí ..............................................................................................15
Polyrezistentní kmeny bakterií .........................................................................17 6.1
Meticilin rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) ..................................17
6.1.1
Zdroje a přenos ....................................................................................18
6.1.2
Výskyt..................................................................................................19
6.1.3
Riziko výskytu .....................................................................................19
6.2 6.2.1
Vankomycin rezistentní Staphylococcus aureus (VRSA) .............................20 Rizikové faktory...................................................................................20 1
6.3
Vankomycin rezistentní enterokoky (VRE) ..................................................21
6.3.1
Rizikové faktory...................................................................................21
6.3.2
Přenos ..................................................................................................21
6.4
Bakterie produkující širokospektré beta-laktamázy (ESBL)..........................22
6.4.1
Enzymatické skupiny širokospektrých beta-laktamáz ...........................22
6.4.2
Rizikové faktory...................................................................................23
Kmeny rezistentní na MLSB .........................................................................24
6.5 7
Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií......................................................25 7.1
Nosičství MRSA ..........................................................................................26
7.1.1 7.1.1.1 7.1.2
7.2
Nosní nosičství.....................................................................................26 Nosní nosičství ve zdravotnictví .......................................................28 Kožní nosičství.....................................................................................29
7.1.2.1
Akné ................................................................................................30
7.1.2.2
Zdravotnický personál ......................................................................31
Nosičství vankomycin rezistentních enterokoků (VRE)................................32
7.2.1
Působení probiotik na kolonizaci VRE .................................................32
7.2.2
Účinky ramoplaninu na kolonizaci VRE...............................................33
7.2.3
VRE u zdravotnického personálu .........................................................33
7.3
Nosičství kmenů produkující ESBL .............................................................35
7.4
Nosičství kmenů rezistentních na MLSB.......................................................36
8
Závěr ..................................................................................................................37
9
Seznam literatury ..............................................................................................38
2
1 Úvod Bakterie jsou všudypřítomné. Nalézají se také v lidském organismu, kde působí příznivě (podporují trávení) nebo negativně (vyvolávají infekce). V lidském organismu se nacházejí grampozitivní i gramnegativní bakterie. Rezistence na antibiotika je světově rozšířeným problémem. Častou příčinou je předepisování antibiotik na ne-bakteriální onemocnění. Nadměrným užíváním antibiotik si bakterie tvoří díky selekčnímu tlaku rezistenci na stále nová antibiotika. Rezistencí se léčba komplikuje a prodlužuje. Zvláště polyrezistentním kmenům, které jsou rezistentní na dvě a více antibiotik, se v poslední době věnuje zvýšená pozornost. Méně známé je nosičství těchto polyrezistentních kmenů bakterií. Často se v nose a na kůži zvláště rukou vyskytuje meticilin rezistentní Staphylococcus aureus. Ve střevě se nacházejí vankomycin rezistentní enterokoky, které mohou způsobovat průjmová onemocnění. V obou případech může nosičství vyvolávat druhotné infekce zvláště tehdy, když se bakterie dostanou jinam, než kde se běžně vyskytují. Kolonizovaný zdravotnický personál může být rizikem pro pacienty s těžkým onemocněním, protože může polyrezistentní kmeny přenášet mezi pacienty. Při snížení kolonizace rezistentními kmeny bakterií by se mohlo u pacientů zmenšit riziko vzniku druhotné infekce. Avšak zatím žádná léčba nevede k úplné dekolonizaci.
3
2 Cíl práce Tato bakalářská práce je literární rešerší na téma Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií u zdravých osob s důrazem na meticilin rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) a vankomycin rezistentní enterokoky (VRE) v prostředí nemocnic.
4
3 Antibiotika Antibiotika jsou některými mikroorganismy produkované látky, které zastavují růst bakteriálních buněk (antibiotika bakteriostatická) nebo je usmrcují (antibiotika baktericidní). Dělíme je na syntetické a semisyntetické. Látky s antimikrobní aktivitou připravené zcela synteticky se nazývají chemoterapeutika (Votava 2001), i když z praktických důvodů se stále více prosazuje úzus používat termín „antibiotika“ i pro tyto látky. V tomto významu ho například na svých stránkách používá i Evropská organizace pro prevenci a kontrolu infekcí (European Center for Disease Prevention and Control − ECDC, http://ecdc.europa.eu). Před objevem antibiotik se užívaly různé přírodní látky. V roce 1928 Alexander Fleming objevil antibiotikum penicilin, který pojmenoval po plísni Penicillium notatum, ze kterého látka pocházela. Trvalo ovšem ještě řadu let, než se podařilo vyrobit větší množství dostatečně čistého penicilinu k léčbě, takže skutečná „antibiotická éra“ začala teprve během druhé světové války. V současné době je velké množství antibiotik, které dělíme podle jejich chemické struktury, původu, účinku na různé bakteriální struktury i podle dalších vlastností. V následujících podkapitolách jsou zmíněny některé vybrané skupiny antibiotik, které hrají důležitou roli u polyrezistentních kmenů bakterií.
3.1 Beta-laktamy Beta-laktamy jsou antibiotika, která působí na syntézu buněčné stěny a působí tedy baktericidně, protože bakterie s narušenou stěnou hynou. Nepůsobí ovšem na nerostoucí buňky a na bakterie bez buněčné stěny, jako jsou mykoplasmata. Jejich široké používání je dáno také jejich nízkou toxicitou (cílovou strukturou jejich působení je buněčná stěna bakterií, přičemž lidské buňky podobnou strukturu nemají), takže je lze využít i k léčbě dětí, těhotných a kojících žen. Tato antibiotika obsahují tzv. betalaktamový kruh, který představuje čtyřčlenná struktura se třemi molekulami uhlíku a jednou molekulou dusíku, na kterou se váží další řetězce, podle kterých se beta-laktamy dále dělí na peniciliny, cefalosporiny, karbapenemy a monobaktamy. Nejužívanější skupinou beta-laktamů jsou peniciliny (obr. 1). Vyznačují se vysokým účinkem a nízkou toxicitou. Mechanismus účinku spočívá v navázání na enzymy účastnící se syntézy peptidoglykanu. Mezi základní peniciliny patří benzylpenicilin (penicilin G) a fenoxymetylpenicilin (penicilin V), kdy spektrum účinku 5
je shodné. Liší se ale způsobem podání − penicilin G je injekční, penicilin V je určen k perorálnímu použití. Oba působí na grampozitivní bakterie jako např. streptokoky, stafylokoky, rod Bacillus, klostridia a jiné. Mají však také účinek proti gramnegativním bakteriím rodu Neisseria a proti spirochetám rodů Borrelia, Treponema a Leptospira. Mezi antistafylokokové peniciliny patří meticilin, oxacilin a kloxacilin. Další skupinou jsou tzv. aminopeniciliny, které působí navíc na většinu kmenů Enterococcus faecalis, listerie a některé další gramnegativní bakterie (Escherichia coli, Helicobacter pylori). Ureidopeniciliny a karboxypeniciliny mají ještě širší spektrum účinku, kdy působí například i na Pseudomonas aeruginosa. Dalšími
velmi
často
používanými
beta-laktamovými
antibiotiky
jsou
cefalosporiny (obr. 2). Spektrum účinku je široké, avšak nepůsobí na enterokoky. Výhodou cefalosporinů je možnost kombinovat je s aminoglykosidy, fluorochinolony, polypeptidickými antibiotiky nebo také s nitroimidazoly. Mezi ostatní beta-laktamy se řadí karbapenemy a monobaktamy. Karbapenemy jsou baktericidní antibiotika se širokým spektrem účinku. Používají se jako léky poslední volby u mnoha bakteriálních infekcí. Monobaktamy jsou také reverzní antibiotika, která se užívají proti gramnegativním bakteriím. Jediným antibiotikem je prozatím aztreonam.
3.2 Makrolidy Velmi oblíbenou skupinou antibiotik se od poloviny minulého století staly makrolidy, zejména díky poměrně nízkému výskytu nežádoucích účinků a také jejich širokému spektru, které zahrnuje většinu druhů bakterií způsobujících respirační infekce. Používají se při přecitlivělosti na penicilin a jejich výhodou je, že oproti penicilinu jsou účinné na mykoplasmata a také na chlamydie. Název makrolidů byl odvozen z chemické struktury tvořící 14−16členný makrocyklický laktonový kruh, na který se připojuje jeden nebo více cukrů. První ze skupiny makrolidů byl erytromycin (obr. 3) izolovaný ze Streptomyces erythreus. Výsledný efekt makrolidů je pouze bakteriostatický, neboť se váží na ribozomální RNA a inhibují proteosyntézu a tím po vzniku peptidické vazby brání uvolnění tRNA (Votava 2001). I. generace makrolidů působí na grampozitivní bakterie, gramnegativní koky a spirochety. Základním makrolidem je erytromycin, který se používá například k léčbě streptokokových a stafylokokových infekcí u pacientů s přecitlivělostí na penicilin, je 6
ale
účinný i na
některé gramnegativní bakterie,
jako jsou
helikobaktery,
kampylobaktery, hemofily, brucelly a jiné. Makrolidy II. generace (roxitromycin) mají podobnou účinnost jako erytromycin, ale působí lépe u atypických pneumonií. K II. generaci řadíme i azitromycin (někdy vyčleněný do zvláštní skupiny azalidů) a klaritromycin. Další modifikací molekuly erytromycinu byly vyvinuty látky označované jako ketolidy (Votava 2001). Nadužívání makrolidů k léčbě pacientů nealergických na penicilin má za následek vývoj rezistence, a proto je součástí aktuální kampaně antibiotické politiky boj proti zbytečnému užívání makrolidů tam, kde nejsou potřeba.
3.3 Linkosamidy Linkosamidy dostaly svůj název od kmene Streptomyces lincolnensis. Struktura je odvozena od aminokyseliny prolinu. Působí bakteriostaticky. Mechanismem jejich účinku je vazba na ribozomy, inhibice peptidyltransférázy a tím omezení tvorby peptidické vazby. Na savčí ribozomy se však vázat nedovedou, čímž je dána jejich poměrně nízká toxicita. Linkosamidy účinkují na grampozitivní bakterie, a to i na penicilin rezistentní stafylokoky, nicméně neúčinkují na enterokoky. Dobře působí na anaerobní bakterie rodů Bacterides a Fusobacterium a většinu dalších, nikoli však na Clostridium difficile. Účinkují také na některé prvoky (Votava 2001). V klinické praxi se využívá jejich vynikajícího průniku do kostní tkáně a jsou tedy často používány k léčbě osteomyelitid a dalších infekcí v ortopedii a stomatologii.
3.4 Streptograminy Cyklickými peptidickými antibiotiky, které inhibují syntézu bílkovin, jsou streptograminy. Streptogramin A s streptogramin B jsou bakteriostatické, ovšem při spojení účinku těchto dvou antibiotik vzniká synergie a působí baktericidně.
3.5 Glykopeptidy Chemicky
odpovídají
heptapeptidům
s navázanou
cukernou
složkou.
Glykopeptidy zasahují do syntézy buněčné stěny vazbou na terminální D-alanylD-alanin na koncích peptidových řetězců, prostorově tak brání zesíťování vznikajícího peptidoglykanu a působí tedy baktericidně. Jedním z nejužívanějších glykopeptidů je vankomycin. Působí jen na spirochety a některé grampozitivní bakterie, avšak dobře 7
účinkuje na rezistentní kmeny Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium a další. U vankomycinu je třeba dát pozor na vysokou toxicitu, která postihuje centrální nervovou soustavu, ledviny nebo sluchový aparát. I kvůli ní se v poslední době používá často o něco méně toxický (ale dražší) teikoplanin. V současnosti se do praxe zavádějí některá nová antibiotika ze skupiny glykopeptidů, např. telavancin nebo daptomycin. Telavancin má široký baktericidní účinek na klinicky významné grampozitivní patogeny. Mechanismem účinku je zabránění syntézy peptidoglykanu v buněčné stěně nebo zvýšení propustnosti (Higgins a kol. 2005). Daptomycin
je
grampozitivním Mechanismus
cyklické bakteriím,
rezistence
antibiotikum včetně vyžaduje
s baktericidní
polyrezistentním vnoření
aktivitou kmenům
lipofilního
konce
proti (např.
většině MRSA).
antibiotika
do
cytolazmatické membrány bakterie, což způsobuje rychlou depolarizaci membrány a ztrátu draselných iontů. Následné zastavení syntézy DNA, RNA a proteinů vede k buněčné smrti (Obr. 1) (Steenbergen a kol. 2005).
Obr. 1: Mechanismus rezistence u daptomycinu (Steenbergen a kol. 2005). Daptomycin se váže do cytoplazmatické membrány společně s ionty vápníku, je oligomerizován, narušuje membránu. Dochází ke ztrátě draselných iontů a následuje buněčná smrt.
8
4 Mechanismy rezistence Rezistence znamená odolnost mikroorganismu na působení antibiotika. Rezistenci dělíme na primární (přirozenou) a na sekundární (získanou). Primární rezistence je geneticky podmíněná bez ohledu na předchozí kontakt s antibiotikem. Tato rezistence se využívá k přípravě selektivních půd (Votava 2001). Sekundární rezistence se vyvíjí po antibiotické terapii a její podstatou jsou mutace nebo přenos genu pro rezistenci pomocí plazmidu nebo transpozonu (Votava 2001). Sekundární rezistenci dělíme na penicilinový typ, která vzniká po dlouhodobém užívání antibiotik (např. penicilin, chloramfenikol, bacitracin) a streptomycinový typ, kdy se náhle objeví vysoce rezistentní kmeny (např. streptomycin, erytromycin, linkomycin, rifampicin).
4.1 Mechanismy rezistence u beta-laktamů Beta-laktamy působí na syntézu buněčné stěny, a proto buňky postrádající buněčnou stěnu jsou přirozeně rezistentní. Některé další bakterie mohou být přirozeně rezistentní k některým konkrétním beta-laktamům (např. enterokoky k cefalosporinům). Velkým rizikem u beta-laktamových antibiotik je sekundární neboli získaná rezistence. Hlavním mechanismem rezistence je produkce beta-laktamáz.
4.1.1 Produkce beta-laktamáz Tvorba beta-laktamáz je nejčastější příčinou rezistence na beta-laktamy. Antibiotikum ztrácí svůj účinek působením těchto enzymů, které štěpí beta-laktamový kruh hydrolyzováním amidové vazby. Některé beta-laktamázy jsou specifické jen pro některé peniciliny nebo cefalosporiny (např. stafylokoková penicilináza hydrolyzuje beta-laktamový kruh penicilinu, ale ne oxacilinu), jiné beta-laktamázy rozšířeného spektra (ESBL z angl. extended spectrum beta-lactamases) inaktivují rozsáhlé množství beta-laktamů. Snadný přenos mezi různými druhy bakterií zajišťují plazmidy nesoucí geny pro ESBL (Votava 2001), i když některé beta-laktamázy jsou kódovány i chromozomálně.
Beta-laktamázy
produkují
především
bakterie
z čeledi
Enterobacteriaceae např. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Enterobacter, dále pak gramnegativní nefermentující tyčinky, jako je Acinetobacter sp., Pseudomonas aeruginosa či Burkholderia cepacia, a také grampozitivní koky, například stafylokoky. Pro potlačení účinku beta-laktamáz se používá kyselina klavulanová, sulbaktam nebo tazobaktam jako inhibitor. Tyto látky samy o sobě nemají
9
silný antimikrobní účinek, avšak zesilují účinek beta-laktamových antibiotik tím, že se nevratně váží na aktivní místa beta-laktamáz a tím je inaktivují. Antibiotikum pak může proniknout do buňky.
4.1.2 Efluxní pumpy Jednou z možností rezistence na beta-laktamová antibiotika je aktivní eflux, kdy buňka za spotřeby energie vypuzuje metabolity a toxické látky ven z buňky. Aktivní eflux zprostředkovávají transmembránové proteiny, které vyžadují zdroj chemické energie a jsou umístěny v cytoplazmatické membráně. U primárních transportérů je zdrojem
hydrolýza
ATP,
zatímco
sekundární
transport
využívá
rozdíl
elektrochemického potenciálu, kde vytvořený rozdíl vyměňuje protony vodíku nebo ionty sodíku (Putman a kol. 2000). V dnešní době je známo pět systémů aktivního efluxu: major facilitator superfamily (MFS), ATP-binding cassette superfamily (ABC), small multidrug resistance family (SMR), resistance nodulation cell division superfamily (RND) a multiantimicrobial extrusion protein family (MATE). Efluxní pumpy se dělí podle substrátové specifity, zdroje energie a fylogenetického vývoje. Podle substrátové specifity můžeme (i přes vysokou variabilitu) efluxní pumpy rozdělit na substrátově nespecifické, tzv. multidrug transportéry (MDR z ang. multidrug-resistance) a specifické (SDR z angl. specific-drug-resistance) (Butaye a kol. 2003). MDR transportéry bývají kódovány geny na chromozomu a dávají buňce nízký stupeň rezistence. Jsou děleny podle zdroje energie na dvě skupiny: ABC transportéry (ATP-binding cassette) a sekundární transportéry (Putman a kol. 2000).
4.1.3 Změna struktury PBP Penicilin vázající protein (PBP z angl. penicillin binding protein) je vazebné místo, kam se váží antimikrobní látky, které pak brání syntéze buněčné stěny. Změněná vazebná místa mohou podmiňovat rezistenci k určitým antibiotikům. Vznikající pozměněné PBP u pneumokoků si zachovávají enzymatické schopnosti, ale nereagují s penicilinem (Votava 2001).
10
4.1.4 Impermeabilita Díky interakci nenasycených mastných kyselin lipopolysacharidových molekul je vnější membrána gramnegativních bakterií soudržná a tím také je méně propustná pro hydrofilní molekuly. Buňku chrání tato vlastnost před potenciálně toxickým vnějším prostředím (Nikaido 2003). Přes póry proteinové povahy prostupují hydrofilní látky, které buňka potřebuje. Proteinové póry rozdělujeme na specifické kanály s vazebným místem a nespecifické poriny (Nikaido 1993). Některé látky lépe difundují do buňky než jiné, přestože poriny nemají žádné specifické místo, což může záviset na fyzikálně chemických vlastnostech, jako např. molekulová hmotnost, náboj či lipofilita. (Nikaido 1993).
4.2 Mechanismy
rezistence
na
makrolidy,
linkosamidy
a
streptograminy 4.2.1 Mechanismy rezistence na makrolidy Rezistence k makrolidům může být způsobena několika příčinami (obr. 2). Nejvýznamnější z nich je metylace adeninu prostřednictvím erm genu, jejímž důsledkem je změna ribozomální 23S RNA na podjednotce 50S ribozomu. Tím se snižuje a znemožňuje vazba MLSB antibiotik na jejich cílové místo, tedy na ribozom a fenotypově se projevuje jako zkřížená rezistence mezi těmito antibiotiky. Dále se může objevovat i eflux řízený mef geny, který se fenotypově projevuje jako rezistence pouze ke 14členným makrolidům. U gramnegativních bakterií mají makrolidy snížený průnik do buňky díky stavbě buněčné stěny. Mezi méně časté rezistence patří enzymatická inaktivace strukturálně podobných makrolidů nebo specifické ribozomální mutace (http://www.infekce.cz/Standardy/ATBkonsens2DP.pdf).
11
Obr. 2: Mechanismus rezistence na makrolidy (http://www.remedia.cz/Images/Articles/Main/vtextu20060505075310.jpg, 3.5.2011) Situace A, B, C představují expresi genů umístěných v plazmidové DNA do změn ve struktuře bílkovin, které jsou podkladem pro vznik rezistence. A − modifikace cílového místa účinku, B – aktivní eflux, C – enzymatická degradace antibiotika.
4.2.2 Mechanismus rezistence na linkosamidy Rezistence u linkosamidů je stejná jako u erytromycinu, tedy metylace specifického místa na molekule rRNA. Může také docházet k inaktivaci antibiotika specifickými enzymy.
4.2.3 Mechanismus rezistence na streptograminy U streptograminů byl popsán mechanismus pomocí inaktivačních enzymů streptogramin-A acetytransferáza (sat-gen) a streptogramin-B (vgb-gen).
4.3 Mechanismus rezistence na glykopeptidy Rezistenci na glykopeptidy zprostředkovávají geny vanA, vanB a vanC a přenáší se pomocí konjugace. Buněčná stěna obsahuje dipeptidy D-alanin-D-alanin, na které se 12
váže glykopeptidové antibiotikum. Enzym VanA-ligáza syntetizuje D-laktát místo D-alaninu v dipeptidu D-alanin-D-alanin. Tím se glykopeptidové antibiotikum nenaváže na výsledný dipeptid.
13
5 Běžná mikroflóra zdravého člověka Dle
http://www.med.muni.cz/dokumenty/pdf/mikrobiologie_lidskeho_organis-
mu.pdf žádný lidský organismus (s výjimkou osob s těžkými vadami imunity, udržovaných ve speciálních boxech) není sterilní, ale jak na jeho povrchu, tak v tělních dutinách se vyskytuje mikroflóra, která je za normálních okolností neškodná. Pokud se ovšem dostane v důsledku poranění či jiné poruchy zdraví do jiného orgánového systému, ve kterém její přítomnost není běžná, hrozí velké nebezpečí onemocnění především lidem s poruchami imunity. Fyziologická mikroflóra zabraňuje kolonizaci těla jinými mikroorganismy včetně patogenních. V případě antibiotické léčby dochází k narušení rovnováhy této běžné mikroflóry a může dojít k infekci organismu oportunními patogeny, které jsou za normálních okolností pro tělo neškodné.
5.1 Kůže Na kůži se často vyskytuje Staphylococcus epidermidis, další druhy stafylokoků (včetně menších množství Staphylococcus aureus) a grampozitivní tyčinky, které se běžně nazývají difteroidy (jde o zástupce rodu Corynebacterium a několika dalších rodů). V mazových žlázách najdeme Propionibacterium acnes, které je za normálních podmínek nepatogenní. Může však kontaminovat vzorky punkcí kůže. Vedle bakterií se na kožní mikroflóře často podílejí také kvasinky. Vyšší hustotu bakterií můžeme nalézt v kožních záhybech a to zejména v podpaží, v krční rýze u novorozenců a kojenců, u žen v rýze pod prsy nebo u silně obézních lidí pod převislým břichem. Rozkládáním potu se bakterie podílejí na tvorbě tělesného pachu. V kožních lézích často nalézáme Staphylococcus aureus, který může mít epidemiologický význam u pracovníků zdravotnických zařízení, zejména v případě, že jde o kmen MRSA (viz dále).
5.2 Oči a uši V oku nenalezneme za normálních okolností vlastní mikroflóru, protože bakterie jsou zničeny lysozymem v slzách a jednak jsou odplavovány slzami. Ve zvukovodu jsou přítomny nepatogenní rody Corynebacterium, Mycobacterium a Staphylococcus. Ve vylučovaném ušním mazu se vyskytují různé antibakteriální látky.
14
5.3 Dýchací ústrojí V nosních dírkách se nalézá hlavně Staphylococcus epidermidis, difteroidy a Moraxella (Branhamella) catarrhalis. Z fakultativních patogenů se zde nachází Haemophilus infuenzae a Staphylococcus aureus. V nosohltanu jsou běžně přítomny nepatogenní (ústní) kmeny neiserií, viridující streptokoky, příležitostně difteroidy či Moraxella (Bramhamella) catarrhalis. Občas se zde objevuje i u zdravých osob Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis a Haemophilus influenzae. Přítomnost bakterie Neisseria meningitidis se za normálních podmínek objevuje podle různých pramenů asi u 5−20 % populace. V případě nosičství tzv. klonálních kmenů může vlivem různých spouštěcích faktorů (nadměrná fyzická zátěž, narušení sliznice kouřením) dojít k jejich invazi a může vzniknout život ohrožující invazivní infekce (menigitida či sepse). Naštěstí většina nosičských kmenů meningokoků mezi tyto klonální typy nepatří.
5.4 Urogenitální trakt Za normálních podmínek jsou močové cesty bez bakterií, což je zajištěno proudem moče a jejím nestálým (a často kyselým) pH. Nejspodnější část trubice bývá kolonizována některými grampozitivními koky (Aerococcus viridans, některé viridující streptokoky), korynebakteriemi a mykoplasmaty. V předkožkovém vaku mužů a v přilehlé části močové trubice nalézáme také nepatogenní druhy mykobakterií, například Mycobacterium smegmatis, které však může být mylně diagnostikováno jako patogenní mykobakterium. Enterokoky, koagulázanegativní stafylokoky, malá množství enterobakterií a difteroidy tvoří poševní flóru dívek před dosažením pohlavní zralosti a u žen po klimakteriu. U reprodukčně zralých žen se vyskytují v menším množství také, nicméně zde převládají laktobacily, a také jsou přítomny kvasinky, difteroidy a mykoplasmata. Mikroflóra ovšem reaguje na menstruační cyklus.
5.5 Trávicí ústrojí Trávicí ústrojí, na rozdíl od ostatních dutých systémů těla, není sterilní. Mikroflóra gastrointestinálního traktu se aktivně podílí na její správné funkci. Při vývoji mikroflóry se u novorozence nejprve nachází sterilní prostředí, které je postupem času osídlováno a to především mikroflórou matky a později ostatních členů rodiny. Při
15
přechodu od plného kojení ke smíšené stravě dochází k přiblížení mikroflóry dospělého člověka. V dutině ústní převládají viridující streptokoky, jsou zde nehemolyzující streptokoky, mikrokoky, neisserie a také laktobacily. K tomu je nutno připočíst velké množství normálně nekultivovatelných organismů, jako jsou spirochety (Treponema denticola), anaerobní bakterie (prevotely, fusobakterie), aktinomycety a další. V hltanu, jak již byla řeč v části o dýchacím ústrojí, především nalezneme nepatogenní neisserie, viridující streptokoky a difteroidy. V jícnu se obvykle vyskytuje spolykaná ústní mikroflóra a mikrobiální kontaminace z potravy, avšak většinou nemá žádný praktický význam. V žaludku se nachází agresivní prostředí tvořené nízkým pH a koncentrací trávicích enzymů, které znemožňuje přežívání bakterií v tomto prostředí. Výjimkou jsou díky své enormní ureázové aktivitě a dalším způsobům adaptace helikobaktery, jejichž přítomnost se ovšem zpravidla považuje za rizikový faktor patogenního procesu (gastritida, případně vředová choroba žaludku). Pravdou ovšem zůstává, že jsou často nalézány i v žaludku klinicky zcela zdravých osob. Mikroflóra počáteční části tenkého střeva (zejména dvanáctníku) je chudá, velkým dílem k tomu přispívá relativně silná peristaltika a velké množství žaludečních kyselin. Osídlení nastává až v poslední části tenkého střeva, tzv. kyčelníku, kdy flóru tvoří kolem pěti druhů organismů (laktobacily, bakteroidy, enterokoky, koliformní bakterie a kvasinky). Ve slepém a tlustém střevě se mikroflóra poněkud liší od střeva tenkého, neboť zde střevní obsah prochází pomaleji. Nacházejí se zde největší počty bakterií (400 až 500 druhů). Ve stálé flóře se objevují jak striktně, tak fakultativně anaerobní bakterie, které jsou schopny metabolizovat zbytky kyslíku a vytvářet tak anaerobní prostředí. Mezi fakultativně anaerobní zástupce patří laktobacily, bifidobakterie, streptokoky. Objevují se zde také rody Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Proteus a Staphylococcus. Striktně anaerobní bakterie, nacházející se v dolní části tlustého střeva, tvoří přes 99 % flóry tlustého střeva. Mezi nejvýznamnější rody patří Bacteroides, Fusobacterium, Clostridium, Peptostreptococcus a Eubacterium. Ve střevě bylo zjištěno poměrně málo kvasinkovitých organismů, často bývá izolována Candida albicans nebo Rhodotorula. Kromě bakterií a kvasinek se zde mohou také nalézat prvoci, živící se bakteriemi. Obvykle jsou zjišťovány Polytoma uvella, Cryptochilum nigricans a Tetramitus rostratus.
16
6 Polyrezistentní kmeny bakterií 6.1 Meticilin rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) Staphylococcus aureus je grampozitivní nepohyblivý kok, který se vyskytuje jednotlivě, ve dvojících, v krátkých řetízcích nebo nepravidelných shlucích. Je patogenem, který zapříčiňuje mnohá onemocnění. Způsobuje infekce kůže, např. při jejím poranění, ale také abscesy ve tkáních, pneumonie či jiné respirační infekce, infekce krevního řečiště a další. Meticilin rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) je označení kmenů S. aureus rezistentních k meticilinu, oxacilinu i dalším betalaktamům, přičemž podkladem rezistence je změna receptorového PBP (penicilin binding protein). MRSA je celosvětově zásadním nozokomiálním patogenem, protože je rezistentní nejen ke všem beta-laktamovým antibiotikům, ale mnohé kmeny jsou navíc rezistentní i k dalším skupinám antibiotik. Často se nachází na nosní sliznici nebo kůži zdravých lidí, kteří sami nemají klinické obtíže, ale mohou se uplatnit jako nosiči při infekci jiných osob, popřípadě mohou také infikovat sami sebe (endogenně). Infekce způsobené kmeny MRSA se přitom patogenezí ani projevy neliší od infekcí vyvolaných kmeny S. aureus, které jsou na meticilin citlivé. Kmeny MRSA se velice rychle šíří v prostředí vysokého selekčního tlaku antibiotik. Infekce způsobené MRSA se obtížněji léčí, protože mikrob je rezistentní k většině běžných antibiotik (Bergerová a kol. 2006). Mezi různými kmeny MRSA jsou podstatné rozdíly, projevující se zejména různou citlivostí k dalším, ne-beta-laktamovým antibiotikům. Největší problém představují tzv. kmeny EMRSA, které jsou příčinou epidemických vzplanutí nozokomiálního původu. Právě ty bývají často polyrezistentní a jedinou možností léčby je použití glykopeptidových či oxazolidinových antibiotik (vankomycin, teikoplanin, linezolid). V posledních letech byly na druhé straně izolovány také komunitní kmeny MRSA (CA-MRSA), které se v mnohém liší od kmenů nozokomiálních, zejména bývá zpravidla zachována citlivost na některá antibiotika, jako jsou makrolidy, tetracykliny či linkosamidy. Nové nebezpečí představují kmeny MRSA, které jsou zárověň intermediárně či zcela rezistentní ke glykopeptidům, tedy k teikoplaninu nebo i vankomycinu (VISA, VRSA). Vyskytují se jako důsledek vysoké spotřeby glykopeptidů (Bergerová a kol. 2006).
17
6.1.1 Zdroje a přenos Zdrojem infekce je zdravý nosič nebo nemocný s otevřenou zánětlivou lézí. Přenos se děje přímou cestou (přímý kontakt, kapénková infekce), nebo cestou nepřímou (kontaminované ruce, textilie, prach, předměty), možná je též endogenní infekce vlastním kmenem (Šenkýřová 2006). Nebezpečným zdrojem šíření je chronický nosič, který se kolonizoval nebo prodělal infekci při pobytu v nemocnici (Bergerová a kol. 2006). Vedle nosní dutiny se také objevuje kolonizace v oblasti perinea (hráze), proto také se pro screening rizikových pacientů doporučují výtěry právě z nosu a perinea (Wertheim a kol. 2005; Williams 1963). Bylo zjištěno, že asi 30 % lidí se stává nosiči S. aureus, z nichž 20 % je kolonizováno trvale a dalších 10 % představují dočasní nosiči (Wertheim a kol. 2005; Williams 1963). Některé osoby mají vrozenou dispozici k trvalému nosičství S. aureus a po pokusech o jeho eliminaci jsou brzy zase kolonizováni. Nosičství MRSA může přetrvávat týdny, měsíce i roky (Wertheim a kol. 2005; Dancer a Noble 1991). V České republice byl v letech 2000–2005 zaznamenán vzestupný trend výskytu MRSA (z necelých 5 % v roce 2000 na 13 % v roce 2005). V letech 2005−2009 procento
rezistentních
kmenů
se
pohybuje
okolo
13
%
(Tab.
1)
(http://www.szu.cz/earsnet/patogen.php). Tab. 1: Výskyt rezistentních kmenů Staphylococcus aureus v České republice v letech 2000−2009 (http://www.szu.cz/earsnet/patogen.php, 4.5.2011)
Legenda: FOX – cefoxitin, LNZ – linezolid, OXA – oxacilin, RIF – rifampicin, VAN – vankomycin, NT – netestováno
18
6.1.2 Výskyt Výskyt MRSA ve zdravotnických zařízeních může mít následující charakter: Sporadický výskyt: ojedinělé případy bez vzájemné souvislosti. MRSA bývá zavlečen do nemocnice z jiného zdravotnického zařízení nebo z komunity. Epidemický výskyt (outbreak, epidemické vzplanutí): významný vyšší výskyt, než je obvyklé. Jednotlivé případy vykazují vzájemnou souvislost, v optimálním případě ověřenou biologickou příbuzností jednotlivých kmenů (fenotypová a genotypová shoda). Endemický výskyt: trvalá přítomnost MRSA v nemocnici nebo na některém oddělení. Bývá následkem nezvládnutého outbreaku nebo opakovaného zavlékání z jiných zařízení nebo komunity (Bergerová a kol. 2006).
6.1.3 Riziko výskytu Z hlediska rizika výskytu MRSA lze rozdělit medicínské obory rámcově do následujících kategorií: Riziková skupina 1 – vysoké riziko: intenzivní péče, popáleninová a transplantační oddělení, kardiovaskulární chirurgie, neurochirurgie, ortopedie. U pacientů uvedených oborů je nejvyšší riziko vzniku závažných infekcí vyvolaných MRSA, neboť pacienti jsou oslabeni vykonaným lékařským zákrokem anebo mají otevřené rány. Riziková skupina 2 − střední riziko: všeobecná chirurgie, urologie, gynekologie a porodnictví, dermatologie, ORL. Riziková skupina 3 − nízké riziko: standardní lůžková péče interních oborů, neurologie, pediatrie. Riziková skupina 4 − specifické riziko: psychiatrie, léčebny pro dlouhodobě nemocné a následná péče (Bergerová a kol. 2006). Minimální riziko vzniku závažných manifestních infekcí. Toto dělení je pouze orientační a v různých zdravotnických zařízeních se může míra rizika na jednotlivých odděleních značně lišit.
19
6.2 Vankomycin rezistentní Staphylococcus aureus (VRSA) Vzhledem k celosvětovému rozšíření kmenů MRSA a s tím související nutnosti používat k léčbě glykopeptidy, zejména vankomycin, bylo jen otázkou času, kdy se objeví infekce způsobené vankomycin rezistentním kmenem Staphylococcus aureus. První klinický izolát Staphylococcus aureus, který měl sníženou citlivost na vankomycin, byl zaznamenán v roce 1996 v Japonsku (Hiramatsu a kol. 1997). Rezistence ke glykopeptidům může mít různou podobu. Je možná izolovaná rezistence k teikoplaninu, nebo současná rezistence k teikoplaninu i vankomycinu. Izolovaná rezistence k vankomycinu se nevyskytuje. Pro rezistenci k oběma používaným glykopeptidům byly navrženy termíny „glykopeptid-rezistentní S. aureus“ a „glykopeptid-intermediárně rezistentní S. aureus“. Avšak často se také užívá název vancomycin rezistentní S. aureus (VRSA) a intermediárně rezistentní k vankomycinu S. aureus (VISA). Důvodem je zejména to, že teikoplanin se v USA nepoužívá. Také klasifikace pro určování citlivosti je v různých státech jiná (např. USA, Japonsko) (Hiramatsu 2001). U izolátů VISA není rezistence ke glykopeptidům vždy homogenní, a proto se označují jako hVISA (heterorezistentní VISA). Doposud nepříliš dobře poznaným způsobem vytvářejí abnormálně silnou vrstvu peptidoglykanu, pravděpodobně jako reakci na přítomnost glykopeptidů v prostředí (Hiramatsu a kol. 1997). V průběhu druhé poloviny roku 2002 byly popsány případy infekcí způsobených kmeny MRSA, které byly zároveň vysoce rezistentní k vankomycinu. U těchto kmenů VRSA je rezistence způsobena přítomností genu vanA, získaného pravděpodobně konjugací od enterokoků (http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5126a1.htm).
6.2.1 Rizikové faktory Vzhledem k malému počtu případů je obtížné stanovení rizikových faktorů pro rozvoj snížené citlivosti na vankomycin mezi stafylokoky, což se týká nejen druhu S. aureus, ale i koagulázanegativních druhů stafylokoků. V roce 2002 byly hlášeny dva případy ze Spojených států. Jeden z pacientů trpěl alergií na vankomycin, i když mu předtím vankomycin nebyl podáván (Cosgrove a kol. 2004).
20
6.3 Vankomycin rezistentní enterokoky (VRE) Enterokoky jsou grampozitivní, oválné až lehce protáhlé koky, uspořádané ve dvojicích, drobných shlucích nebo krátkých řetízcích. Jsou fakultativně anaerobní, katalázanegativní. Enterokokové infekce u člověka jsou vyvolány přibližně v 90 % Enterococcus faecalis a v 7 % Enterococcus faecium. Vankomycin rezistentní Enterococcus (VRE) je rozšířeným nozomiálním patogenem, přičemž je kolonizován především střevní trakt, což vede k nosičství a tudíž k vytvoření rezervoáru VRE (Muto a kol. 2003). Kmeny vankomycin rezistentních enterokoků byly v Evropě poprvé popsány v roce 1988 (Leclercq a kol. 1988). Nárůst případů VRE byl pozorován na jednotkách intenzivní péče (JIP), ale podobné trendy jsou patrné i na jiných odděleních (http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/ 00021331.htm). Výskyt VRE vedl k epidemickým výskytům v několika nemocničních zařízeních (Boyce a kol. 1995, Livornese a kol. 1992). Infekce těmito patogeny má závažný průběh a rezistence na vankomycin byla prokázána jako nezávislý faktor, podílející se na úmrtí při enterokokových bakteriémiích (Vergis a kol. 2001).
6.3.1 Rizikové faktory Vankomycin rezistentní enterokoky (VRE) jsou v poslední době se zvyšující se frekvencí pozorovány u pacientů s chronickým selháním ledvin, nádorově nemocných, příjemců transplantovaných orgánů a u pacientů s prodlouženým pobytem v nemocnici (Boyce a kol. 1994). Občas byly kmeny VRE nalezeny ve výtěrech z nosu, krku či úst. Další rizikové faktory spojené s kolonizací nebo infekcí VRE zahrnují předchozí terapii antibiotiky, použití infikovaných zdravotnických pomůcek, jako jsou elektronické teploměry a kontakt pacienta se zdravotní sestrou, která se předtím starala o jiné pacienty (Boyce a kol. 1994).
6.3.2 Přenos Přenos VRE se děje převážně pomocí zdravotnického personálu, jehož ruce přechodně kontaminují organismy při péči o pacienty postižené VRE. Zdá se, že tento způsob šíření nozokomiálních nákaz je nejrozšířenější (Tornieporth a kol. 1996).
21
6.4 Bakterie produkující širokospektré beta-laktamázy (ESBL) Léky základní volby při léčbě nejzávažnějších bakteriálních infekcí, jako jsou sepse a meningitidy, představují beta-laktamová antibiotika. Bohužel jejich široká využitelnost je omezena vznikem rezistentních kmenů bakterií. Molekula těchto antibiotik, charakteristická čtyřčlenným beta-laktamovým kruhem, inaktivuje enzymy označované jako PBPs (Penicillin Binding Proteins), které jsou zodpovědné za syntézu peptidoglykanu buněčné stěny bakterií (Poole 2004). Mezi mechanismy rezistence na beta-laktamy se řadí snížená propustnost buněčné stěny, alterace PBP (např. u dříve zmíněných kmenů MRSA) či eflux. U gramnegativních bakterií je však nejzávažnějším mechanismem enzymatická degradace beta-laktamového kruhu beta-laktamázami (Poole 2004). Beta-laktamázy s úzkým spektrem účinku se objevily již v prvních letech antibiotické éry (styfylokoková penicilináza si vynutila používání oxacilinu či meticilinu místo klasického benzylpenicilinu). Širokospektré beta-laktamázy (ESBL) se vyvinuly z beta-laktamáz úzkého spektra nahrazením jedné nebo více aminokyselin. Poprvé byly popsány v 80. letech 20. stol., kdy se ve zvýšené míře začaly používat oxyimino-cefalosporiny a cefaposporiny III. generace. Roku 1985 byl popsán první ESBL enzym (Kliebe a kol. 1985). Širokospektré beta-laktamázy (ESBL) jsou enzymy, které jsou produkovány především gramnegativními tyčinkami. Tyto enzymy hydrolyzují cefalosporiny, peniciliny a monobaktamy (Bradford 2001). Zároveň jsou blokovány inhibitory betalaktamáz, jako je např. kys. klavulanová (Gniadkowski 2001). Nejčastěji tyto enzymy nalézáme u druhů Klebsiella pneumoniae a Escherichia coli. Můžeme je ale nalézt i u dalších zástupců čeledi Enterobacteriaceae, acinetobakterů a pseudomonád (Bradford 2001).
6.4.1 Enzymatické skupiny širokospektrých beta-laktamáz Skupina TEM − tvoří nejpočetnější skupinu beta-laktamáz. Nově odvozené enzymy vznikají záměnou aminokyselin na určitých pozicích. Tyto substituce mění fenotyp ESBL. Mohou tedy hydrolyzovat jednotlivé cefalosporiny a izoelektrický bod se pohybuje v rozmezí hodnot 5,2−6,5 (Bradford 2001). S typem TEM se lze nejčastěji setkat u Escherichia coli a Klebsiella pneumoniae. Byly však zjištěny i u druhů Enterobacter aerogenes, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Proteus rettgeri, Providencia stuartii a u salmonel (Bradford 2001). 22
Skupina SHV − jedná se o druhou nejpočetnější skupinu beta-laktamáz. Enzymy skupiny SHV se nejčastěji objevují u druhu Klebsiella pneumoniae, ale jsou nalézány také u druhů Citrobacter diversus, Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa. Enzym SHV kóduje gen blaSHV, ve kterém dochází k menšímu počtu mutací než u skupiny TEM. U molekuly SHV je většina záměn spojována se záměnou serinu za glycin na pozici 238. Izoelektrický bod se pohybuje mezi hodnotami 7,0−8,2 (Bradford 2001). Skupina CTX-M − tato skupina je poměrně mladou skupinou ESBL vázaných na plazmid a hydrolyzujících cefotaxim. Enzym CTX-M je nalézán hlavně u druhu Salmonella enterica subsp. enterica sérovar Typhimurium a Escherichia coli (Bradford 2001). Izoelektrický bod se u této skupiny se pohybuje v rozmezí 7,6−8,9 (Bradford 2001). Skupina OXA − je rostoucí skupinou ESBL (Bradford 2001). Enzymy skupiny OXA hydrolyzují oxacilin a kloxacilin. Jsou slabě inhibované kyselinou klavulanovou (Bush a kol. 1995). Izoelektrický bod pohybuje v rozpětí hodnot 5,5−8,9 (Bradford 2001).
6.4.2 Rizikové faktory Nejrizikovějšími odděleními pro ESBL v rámci zdravotnických zařízení jsou jednotky intenzivní péče (Lautenbach a kol. 2001). Zvýšené riziko představuje umělá plicní ventilace, katetrizace, předešlá expozice a nadměrné užívání cefalosporinů vyšších generací (Lautenbach a kol. 2001). Podle některých studií se ukazuje souvislost mezi výskytem ESBL a užíváním určitého antibiotika, ovšem jiné studie toto tvrzení nepotvrdily (Bradford 2001). Horizontální přenos genů kódujících ESBL na jiné druhy bakterií přítomné v organismu může být pro pacienta významný (Baraniak a kol. 2002), protože tímto mechanismem se mohou vytvářet multirezistentní kmeny s více mechanismy rezistence (Bradford 2001).
23
6.5 Kmeny rezistentní na MLSB U skupiny MLSB existuje zkřížená rezistence. Pokud je kmen rezistentní k jednomu antibiotiku, může (ale také nemusí) být rezistentní i k ostatním antibiotikům stejné skupiny. Je také možná indukovaná rezistence, kdy kmen, vystavený např. působení makrolidového antbiotika, reaguje sníženou citlivostí i na další (např. linkosamidová) antibiotika. Rezistence na antibiotika ze skupiny MLSB jsou u grampozitivních koků nejčastěji řízeny geny erm (z angl. erythromycin ribosomal methylase). Tyto geny kódují ribozomální metylázy, které inaktivují všechny makrolidy (bez ohledu na to, zda má jejich laktonový kruh 14, 15 či 16 atomů), azalidy a streptogramin B. Geny mef se na rezistenci podílejí méně a u makrolidů se čtrnácti- a patnáctičlenným laktonovým cyklem i u azalidů řídí eflux z buňky, u linkosamidů a streptograminu B však nikoli. Pomocí transpozonů se mohou geny erm a mef šířit horizontálně, jako klony rezistentních kmenů se mohou rozšiřovat vertikálně (Roberts a kol. 1999). Je-li metyláza syntetizována konstitutivně (gen ermB), označuje se jako cMLSB fenotyp, pokud je syntetizována inducibilně (gen ermA), jedná se o fenotyp iMLSB (Roberts a kol. 1999). U streptokoků se vyskytuje fenotyp M, který vyvolává aktivní transport z buňky a je způsobený geny mefA a mefE (Arpin a kol. 1999). V laboratorní praxi je nutné odlišit rezistenci zapříčiněnou geny erm a mef. Konstitutivní rezistence (cMLSB) je snadno rozpoznatelná: inhibiční zóna nebo MIC (minimální inhibiční koncentrace) na všechna antibiotika uvedených skupin spadají do oblasti rezistence. Buňky s fenotypem iMLSB mají inhibiční zóny kolem disků s linkosamidy a 16člennými makrolidy větší, takže se jeví jako citlivé, ačkoli ve skutečnosti je kmen rezistentní, či přinejmenším hrozí snížený účinek léčby (Roberts a kol. 1999).
24
7 Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií Vedle přítomnosti běžné flóry v užším slova smyslu může nastat stav tzv. nosičství, kdy jedinec vylučuje patogenní bakterie a ohrožuje tím ostatní populaci, aniž by sám pociťoval příznaky daného onemocnění. Nosičství může být trvalé nebo přechodné, kdy je jedinec kolonizován v různých intervalech. Asymptomatické nosičství bakterií u lidí může být důležitým rizikovým faktorem pro osoby s oslabenou imunitou nebo s otevřenými ranami. U zdravotnického personálu je nosičství velice důležité při péči o pacienty po operacích a jiných zákrocích, kdy se léčba může zkomplikovat, neboť personál může přenášet bakterie mezi pacienty nebo vnášet přímo do otevřených ran. Podle charakteru nosičství lze populaci rozdělit na tři skupiny. První skupina (okolo 20% jedinců) jsou osoby trvale kolonizované jedním kmenem bakterie. Osoby této první skupiny jsou tzv. trvalí nosiči. Větší část populace (60 %) jsou tzv. přechodní nosiči, kdy jsou kolonizováni občasně. Třetí část populace (20 %) jsou osoby, které se téměř nikdy nestávají nosiči zlatých stafylokoků. Zatímco trvalí nosiči nesou jeden identický kmen, přechodní nosiči mohou v průběhu času nést různé kmeny (Williams 1963). Trvalé nosičství je častější u dětí než u dospělých. U mnoha lidí se jejich nosičství mění mezi desátým a dvacátým rokem života (graf 1) (Amstrong-Esther 1976). Noble a kol. (1964) uvádí, že trvalé nosičství by mohlo mít ochranný účinek proti kolonizaci dalším kmenem, alespoň během hospitalizace. Tento účinek bývá
S.aureus míra nosního nosičství (%)
ovšem snížen podáváním antibiotik.
70 60 50 40 30 20 10 0 0-1
1-10
10-20
20-30
40-50
50-60
60-70
70-80
> 80
věk (roky)
Graf 1: Změna míry nosičství v průběhu života (upraveno dle Wertheim a kol. 2005). Míra nosičství se nejvíce mění mezi 10−20 rokem. Od 50. roku se míra nosičství snižuje. 25
7.1 Nosičství MRSA Staphylococcus aureus je považovaný za nozokomiálního patogena, kvůli svému výskytu v případech nozokomiálních infekcí a jeho tendenci šířit se mezi pacienty. Stafylokokové infekce se pravidelně vyskytují u hospitalizovaných pacientů a mohou vyvolat závažné následky i přes antibiotickou terapii, neboť se vyskytují závažné kmeny Staphylococcus aureus, které jsou často rezistentní k více antibiotikům a tím se léčba komplikuje. Proto prevence stafylokokových infekcí je důležitější než kdy jindy. Nosičství Staphylococcus aureus v nosních dutinách hraje klíčovou roli v epidemiologii a patogenezi infekce. Rizikovými
skupinami
jsou
pacienti
z chirurgických
oddělení,
pacienti
podstupující hemodialýzu a kontinuální ambulantní peritoneální dialýzu. Vysoké riziko se také vyskytuje při používání nitrožilních katetrů a implantátů, při kožních infekcích způsobených S. aureus a při jaterní dysfunkci. Nosičství MRSA představuje zvláštní problém s ohledem na prevenci a léčbu infekce. Podle Kluytmanse a kol. (1997) by eliminace nosičství v dutině nosní mohla teoreticky snížit výskyt infekcí. Kmen MRSA se u nosičů může vyskytovat v nosních dutinách, na tříslech, v krku a na kůži. Zdravotnický personál může nést MRSA na kůži nebo na oděvu po kontaktu s pacientem, který je nosičem nebo který prodělává infekci tímto kmenem. Proto může personál nevědomky přenášet infekci mezi pacienty. K přenosu také přispívají kontaminované povrchy. Velkým problémem je výskyt MRSA na jednotkách intenzivní péče, kdy pacienti jsou oslabeni absolvovaným operačním zákrokem. 7.1.1 Nosní nosičství Častým místem výskytu kmene Staphylococcus aureus jsou nosní dírky (obr. 3), ze kterých lze tento organismus izolovat (Williams 1963). Při léčení nosní dutiny dochází k odstranění nosního nosičství, a ve většině případů zmizí i z dalších částí těla (Parras a kol. 1995). Stafylokokové nosičství zvyšuje možnost nákazy tímto kmenem. Zavedení aplikace antiseptika (mupirocinu) v roce 1980, jež vykazovalo vysokou míru eliminace nosního nosičství, vyvolalo naději, že se podaří S. aureus jako původce nozokomiálních infekcí odstranit. Bohužel, v současné době je stále jedním z nejčastějších původců nozokomiálních nákaz a stává se více rezistentním. Rezistence k mupirocinu se stále zvyšuje v důsledku častého používání. V současnosti se proto obvykle doporučuje použití mupirocinu spíše jen jako prostředek k dočasnému potlačení stafylokokové 26
kolonizace (např. před operačním výkonem) s vědomím, že šance na trvalé odstranění nosičského kmene není velká.
Obr. 3: Výskyt MRSA u nosního nosiče (Wertheim a kol. 2005). U nosních nosičů se také Staphylococcus aureus nachází v různém procentuálním zastoupení na jiných místech těla (ruce, lokty, podpaží, hltan, hruď, břicho, hráz nebo kotníky). Rizikové faktory osídlení kmenem MRSA zahrnuje podávání více antibiotik. Nosní mikroflóra se mění, pokud jsou podávaná systémová antibiotika. Starší údaje ukazují, že zvýšená koncentrace penicilinu v prostředí byla důležitým rizikovým faktorem pro kolonizaci nosních dutin kmeny stafylokoků s rezistencí na penicilin a pro přenos těchto bakterií na jiné pacienty. Bylo také prokázáno, že podávání tetracyklinu pacientům, kteří byli nosiči kmene Staphylococcus aureus rezistentního k tetracyklinu, podpořilo šíření tohoto kmene do prostředí. Kmeny MRSA jsou obvykle rezistentní k více širokospektrým antibiotikům, která jsou ve velké míře užívána v nemocnicích. Tento mechanismus šíření pod tlakem antibiotik může přispět k celosvětovému nárůstu výskytu MRSA ve zdravotnických zařízeních (Voss a Doebbeling 1995).
27
7.1.1.1 Nosní nosičství ve zdravotnictví Chirurgie − pravděpodobně první, kdo ukázal na endogenní zdroj bakteriální infekce, byl v roce 1915 Almroth Wright. Pro zabránění přenosu bakterií se desinfikuje místo chirurgického zákroku a pacient se kryje sterilní rouškou. I přes preventivní opatření je jasná korelace mezi nosičstvím S. aureus a rozvoj infekce operační rány zlatým stafylokokem. Tento vztah byl dokázán v druhé polovině 50. let. 20 století. Kolísání poměru mezi rizikem a podílem infekce způsobené endogenními kmeny může být způsobeno jinými populacemi pacientů, typem chirurgického výkonu, péčí během operace, délkou hospitalizace, používáním systémových antibiotik jako profylaxe. Tyto faktory mohou mít vliv na průběh infekce, a také zdali se jedná o zkříženou infekci nebo infekci endogenní. Riziko infekce koreluje s počtem stafylokoků v nosní dutině (Kluytmans a kol 1997). Hemodialýza − infekce je hlavní příčinou morbidity a druhým nejčastějším důvodem úmrtí u hemodialyzovaných pacientů (Hoen a kol. 1998) a kmen S. aureus je nejčastěji izolovaným patogenem, způsobující infekce v místě vstupu dialyzační kanyly. Podle Kluytmans a kol. (1997) jsou pacienti na hemodialýze častěji než jiní pacienti nosiči S. aureus a většina stafylokokových infekcí těchto pacientů je endogenního původu. Kontinuální ambulantní peritoneální dialýza (CAPD) − u pacientů léčených kontinuální ambulantní peritoneální dialýzou (CAPD) tvoří infekce kmenem S. aureus častý a závažný problém, přičemž hlavní příčinou infekce bývá místo vývodu a v mnoha případech musí být zavedený katétr vyměněn (Luzar 1991). První studie o spojení nosičství a zvýšené míry infekce u CAPD pacientů byla provedena již v roce 1982. Riziko infekce může být zvýšeno na různých místech jako např. katétr, vyústění (dialýzy) a pobřišnice (Kluytmans a kol. 1997). HIV, ARC a AIDS − u pacientů s diagnózou tzv. „AIDS related comlex“ (ARC, předstupeň HIV) a AIDS byl zvýšený počet infekcí způsoben kmenem S. aureus a jeho rezistentní variantou na meticilin, přičemž se tyto infekce často vracejí (Smith a kol. 1994). Weinke a kol. (1992) studovali míru nosičství u HIV-pozitivních pacientů s rozdílným stupněm průběhu nemoci. Nejvíce nosičů bylo pacientů s AIDS, kdy celkové nosičství bylo okolo 50 %. U ostatních hospitalizovaných s různými chronickými nemocemi se míra nosičství pohybuje okolo 30 %.
28
Bakteriémie
spojená
s umělými
materiály
v krevním
řečišti
−
po
koagulázanegativních stafylokocích je S. aureus druhou nejčastější příčinou bakteriémií spojených s nitrožilními katétry a implantáty. Lipsky a kol. (1992) studovali vztah mezi nosním nosičstvím a intravenózní terapií. Nenašli však žádnou korelaci. V práci Snydman a kol. (1990) hodnotili výskyt rizikových faktorů pro vývoj nozokomiálních infekcí u pacientů léčených intravenozně interleukinem-2. Ze 107 pacientů se u 19 % rozvinula sepse a u nadpoloviční většiny pacientů byl S. aureus hlavním původcem. Deskvamací neboli olupováním kůže v místě zavedení katétru se riziko výskytu infekce zvyšuje. Jestliže se u pacienta zároveň objevuje deskvamace a nosičství, je bakteriémie vysoce pravděpodobná a role nosičství je tu evidentní. Wegenerova granulomatóza − je nekrotizující zánětlivé onemocnění cév, které se projevuje postižením dýchacího ústrojí s tvorbou granulomů a zánětem ledvin. V současné době se pro úspěšnost léčby používá cyklofosfamid (CFA) a kortikosteroidy. Průběh nemoci je velice různorodý a návrat příznaků nemoci se u pacientů děje v různých intervalech. Některé zprávy uvedly, že léčba sulfometaxozalem-trimetoprimem měla příznivý vliv na průběh nemoci (Valeriano-Marcet a Spiera 1991) v důsledku snížení nosičství antibiotickou léčbou. Také byl zjištěn vztah mezi nosičstvím v dutině nosní a vyšším počtem relapsů onemocnění (Stegeman a kol. 1994).
7.1.2 Kožní nosičství Kůže je důležitým rezervoárem pro koagulázanegativní stafylokoky, které hrají významnou roli nejen při onemocnění, ale zároveň představují rezervoár rezistentních genů, které mohou být přeneseny na Staphylococcus aureus (Archer 1988). Cove a kol. (1990)
studovali
kožní
nosičství
koagulázanegativními
stafylokoky
(KoNS)
u neléčených jedinců. Ukázalo se, že běžná populace je velkým rezervoárem pro KoNS. Kmeny mohou být přenášeny přímým kontaktem nebo deskvamací. Většina kmenů KoNS je rezistentní k penicilinu, tetracyklinu a erytromycinu, rezistence se objevuje také ke kyselině fusidové, trimetoprimu, klindamycinu a chloramfenikolu (Reynolds 1989). Stafylokoky rezistentní na gentamicin se nalézají pouze u 4−7 % zdravých jedinců, u 22 % běžné populace se vyskytují KoNS rezistentní na meticilin. V této studii nebyly nalezeny žádné izoláty, které by byly rezistentní na rifampicin, vankomycin nebo cefalotin (Cove a kol. 1990). 29
Je všeobecně známo, že během pobytu pacientů v nemocnici je kůže rychle kolonizována rezistentními bakteriemi, kdy rezistence je odrazem antibiotické politiky na jednotlivých odděleních (Hedin a Hambraeus 1991). Již řadu let panují obavy z rozšíření rezistence v důsledku nadměrného užívání antibiotik v nemocnicích. Je ovšem pravda, že vznik rezistence po užívání antibiotik ve všeobecné praxi není většinou sledován, kdežto v nemocničním prostředí ano. 7.1.2.1 Akné Akné je častým onemocněním kůže, které se běžně dlouhodobě léčí lokálními antibiotiky. Byly zaznamenány změny kožní stafylokokové mikroflóry, kdy citlivé bakterie se staly rezistentními při dlouhodobé léčbě antibiotiky (Harkaway a kol. 1992). Podle Cove a kol. (1990) zavedení erytromycinu k léčbě akné vedlo k mohutnému šíření rezistence na toto antibiotikum. Kůže pacientů s akné může působit jako rezervoár pro rezistentní stafylokoky, které mohou být přenášeny a mohou tak kolonizovat jiné osoby. Miller a kol. (1996) studovali, zda dlouhodobá léčba akné antibiotiky mění míru nosičství a hustotu rezistentních stafylokoků na kůži neléčených osob v blízkosti lidí s tímto
onemocněním.
erytromycin/klindamycin
Bylo
pozorováno
rezistentních
nápadné
stafylokoků
a
zvýšení
polyrezistentních
hustoty kmenů.
Nečekané zjištění bylo, že stafylokoky mají větší životaschopnost u studovaných pacientů než u kontrolní skupiny. Mohlo to být způsobeno i genetickými důvody. Lidé s akné mají sklon k větší tvorbě mazu a potu, které poskytují řadu živin pro růst rezidentní mikroflóry. Studie prokázala, že postupná antibiotická léčba akné vede ke zvýšenému nosičství rezistentních koagulázanegativních stafylokoků k jednomu nebo více antibiotikům na kůži pacientů. Rozsáhlé použití antibiotik u pacientů s akné může rozvinout selektivní tlak na získání rezistentních bakterií nejen v rámci léčených osob, ale také u osob v blízkosti léčeného pacienta a kontaktu s ním (např. rodina). Tento mechanismus
by
mohl
vysvětlovat
vysoký
výskyt
nosičství
rezistentních
koagulázanegativních stafylokoků u neléčených osob. Zjištění vysoké míry nosičství kmenů rezistentních k tetracyklinu v kontrolní skupině může být také odrazem rozsáhlého používání tetracyklinů (dnes zejména doxycyklinu) v dermatologii i všeobecném lékařství.
30
7.1.2.2 Zdravotnický personál Hira a kol. (2010) ve své studii srovnávali koagulázanegativní stafylokoky na nemocničním
oddělení.
Byly
sledovány
změny
kolonizace,
které
nastanou
u jednotlivých zdravotníků po době nepřítomnosti jednoho až několika týdnů. Jiná studie Cimiotti a kol. (2004) porovnávala zkušené zdravotní sestry s dlouhou praxí v nemocnici s nově vystudovanými sestrami z pohledu kolonizace na kůži. Prokázalo se, že zkušené sestry nesly více rezistentních kmenů než skupina začínajících. Tento rozdíl se zmenšoval po několika měsících. Toto zjištění naznačuje, že nemocniční personál získává rezistentní kmeny v průběhu času. Ovšem studie Hira a kol. (2010) ukazuje, že to platí i naopak, tedy že dochází k dekolonizaci personálu i během krátké nepřítomnosti v nemocničním prostředí (např. dovolená). Zajímavým výsledkem bylo, že až třetina všech vzorků nevykazovala žádný růst bakterií. Mohlo to být způsobeno desinfekcí obsahující alkohol, který snižuje přenositelnost koagulázanegativních stafylokoků. Je totiž známo, že nízké dávky alkoholu zvyšují tvoření biofilmu in vitro (Conlon a kol. 2002).
31
7.2 Nosičství vankomycin rezistentních enterokoků (VRE) Enterokoky jsou součástí běžné mikroflóry člověka, vyskytují se především v zažívacím traktu. Během posledních 10−15 let však došlo k rychlému nárůstu počtu vankomycin rezistentních enterokoků (Willems a kol. 2005). Kolonizace těmito bakteriemi vede k asymptomatickému zažívacímu nosičství a tím i vytvoření rezervoáru VRE (Muto a kol. 2003). Pokud jsou pacienti kolonizováni, jsou vystaveni většímu riziku rozvoje infekce nebo přenosu VRE mezi jiné pacienty. Zásadním krokem v omezení šíření infekcí VRE by bylo snížení střevního nosičství, avšak žádná léčba nevede k dokonalé dekolonizaci VRE. Jednou z možností dekolonizace VRE by mohla být léčba probiotiky nebo antibiotikem ramoplanin. 7.2.1 Působení probiotik na kolonizaci VRE Vidal a kol. (2010) provedli studii, kdy pomocí myšího modelu kolonizace VRE ve střevě zkoumali účinky dvou probiotických kmenů, který by mohly snížit míru nosičství. Jednalo se o grampozitivní Lactobacillus rhamnosus Lcr35 a o gramnegativní Escherichia coli Nissle 1917. Jako testovaný vankomycin rezistentní kmen byl použit Enterococcus faecium. Pomocí E. coli Nissle 1917 nebyla snížena hustota kolonizace VRE, ale bylo prokázáno, že gramnegativní probiotické bakterie jsou potencionálně schopny regulovat stálé vnitřní prostředí. Při použití kmene Lactobacillus rhamnosus Lcr35 bylo zaznamenáno snížení VRE, avšak ne výrazné. Podle Vidala a kol. (2010) může léčba vankomycinem hrát důležitou roli při kolonizaci VRE v trávicím traktu, kdy bylo přerušeno podávání vankomycinu a VRE vymizely ze střeva. Autoři předpokládají, že podávání vankomycinu podporuje kolonizaci VRE tím, že naruší bariéry tvořené střevní mikroflórou a tedy poskytuje selektivní výhodu pro bakterie rezistentní na vankomycin. Manley a kol. (2007) studovali účinnost Lactobacillus rhamnosus GG na snížení nosičství VRE ve střevě. Bylo prokázáno výrazné snížení množství VRE u pacientů, kterým byl podáván Lactobacillus rhamnosus prostřednictvím jogurtu, kdy z 11 případů mělo 8 snížené nosičství VRE. Ačkoliv všechny kmeny laktobacilů jsou rezistentní k vankomycinu, ne všechny přežijí působení žaludečních a žlučových kyselin a nedostanou se tedy v dostatečném množství do střev. Nicméně kmen L. rhamnosus GG (LGG) dokáže odolávat kyselinám a dostat se do střevního traktu. Proto byla navržena léčba tímto kmenem na přemnožení bakterií rezistentních na antibiotika, která užívají pacienti s onemocněním ledvin. 32
K mechanismům, které u probiotik přispívají ke snížení množství VRE ve střevě, patří konkurenční kolonizace, kdy LGG se váže na střevní epitel a brání přilnutí patogenů (Mack a kol. 1998) a antimikrobní aktivita LGG proti VRE, která je podobná u Lactobacillus ruminus SPM0211 (Mack a kol. 1998). Může také docházet k soutěžení s VRE o spotřebu monosacharidů, kdy tento mechanismus je částečně zodpovědný i za účinnost proti Clostridium difficile (Wilson a Perini 1988). A konečně, laktobacily produkují krátký řetězec mastné kyseliny, která snižuje pH střeva a tím zabraňuje růstu patogenních organismů (Manley a kol. 2007).
7.2.2 Účinky ramoplaninu na kolonizaci VRE Pro eliminaci kolonizace VRE ve střevním traktu byl testován ramoplanin. Ramoplanin
je
nový
glykolipodepsipeptid
vyráběný
fermentací
plísně
rodu
Actinoplanes. Mechanismem účinku je inhibice syntézy peptidoglykanu nezávisle na D-alanin-D-alaninu (Cavalleri a kol. 1983). Spektrum účinku zahrnuje všechny grampozitivní aerobní i anaerobní bakterie včetně Clostridium difficile a všechny enterokoky včetně rezistentních na vankomycin (Rolston a kol. 1996). Ramoplanin byl testován na zdravých dobrovolnících, kdy nedocházelo k systematické absorpci ani ke změně gramnegativní mikroflóry ve střevě (Jaulhac a kol. 1994). Gastrointestinální kolonizace mohou být rizikovým faktorem pro infekce krevního řečiště. Proto role ramoplaninu může spočívat v jeho schopnosti potlačovat střevní kolonizaci v době zvýšeného rizika vypuknutí infekce krevního řečiště (Wong a kol. 2001). 7.2.3 VRE u zdravotnického personálu Je velmi málo znalostí o epidemiologii kolonizace VRE mimo nemocniční prostředí. Bates a kol. (1994) prokázali rezervoár VRE u zvířat. Tato studie probíhala v oblasti výskytu nozokomiálních infekcí způsobených VRE, a proto nelze vyloučit kontaminaci životního prostředí z prostoru nemocnice. Gordts a kol. (1995) došli k závěru, že kolonizace VRE se častěji vyskytuje na odděleních s prodlouženou dobou pobytu. Není zřejmý vztah mezi kolonizací VRE, předchozí antimikrobní terapií a délky jeho trvání. Na šíření nozokomiálních VRE se často podílí zdravotnický personál. Zdánlivě neškodné úkony, jako je ošetřování pacienta s neporušenou kůží kolonizovaného VRE nebo manipulace s lůžkem v pokoji, mohou vést ke kontaminaci zdravotnického 33
personálu (Tenorio a kol. 2001). Totéž se může stát, pokud personál nedodržuje hygienu rukou.Tento přenos se pouze předpokládá, zatím není prokázán, ale byl podpořen studií, kdy VRE přetrvávaly na rukou a površích po úmyslné kontaminaci (Noskin a kol. 1995). Podle Duckro a kol. (1995) došlo k přenosu VRE z kolonizovaného pacienta na jiný povrch v témže pokoji pomocí personálu u 10,6 %. Místo a míra nosičství nekorelovaly s účinností přenosu, kdy např. loketní jamka byla méně kolonizována než oblast třísel, i když u ní byla možnost přenosu relativně vyšší. Počet a délka kontaktu s kontaminovaným místem může mít větší dopad na pravděpodobnost přenosu než míra kontaminace. Pittet a kol. (1999) popsal lineární nárůst bakteriální kontaminace rukou bez rukavic, který byl spojen s delší dobou péče o pacienta. Podle Tenorina a kol. (2001) se nošením rukavic u zdravotnického personálu snížil přenos VRE až o 71 %. Ochrana rukavicemi tedy nebyla dokonalá, a proto se doporučuje mytí rukou, kvůli odstranění kontaminace způsobené sundáváním rukavic. Měli by být zásadně dodržovány základní hygienické podmínky u pacientů i personálu a zároveň by měla být zvýšena opatření při manipulaci s krví a tělními tekutinami (Gordts a kol. 1995).
34
7.3 Nosičství kmenů produkující ESBL Zažívací trakt je rezervoárem pro uropatogeny a gastrointestinální kolonizace kmeny ESBL často předchází infekci močových cest (Arpin a kol. 2005). Arpin a kol. (2005) studovali komunitní kmeny produkující širokospektré betalaktamázy (ESBL). Studie naznačuje, že získání nozokomiálních kmenů ESBL a následné střevní nosičství zvyšují riziko propuknutí infekce močových cest. Pokud nebudou prováděna opatření v nemocnicích, může dojít k nárůstu rezervoáru ESBL kmenů v komunitách a tím i k vyššímu šíření těchto kmenů. Rezervoárem mohou také být soukromé kliniky nebo pečovatelské domy (Nicolle a kol. 1996). Dalšími faktory pro získání ESBL kmenů jsou např. věk nad 60 let, diabetes nebo neurologické onemocnění. Před izolací ESBL kmenů byly pacienti naposledy hospitalizováni na neurologickém oddělení. Ukázalo se také, že léčba antibiotiky v posledních 3 měsících, zejména beta-laktamy nebo chinolony, je rizikovým faktorem pro získání ESBL kmenů (Goldstein 2000). Střevní
nosičství
enterobakterií
produkující
ESBL
se
vyskytuje
jak
u ambulantních pacientů, tak i u zdravých osob. Převážná část izolátů představovala bakterie Escherichia coli. Podle Valverdeho a kol. 2004 a Miróa a kol. 2005 došlo v letech 2002−2005 k výraznému zvýšení výskytu střevního nosičství v Evropě. Z některých nepřímých zjištění vyplývá, že kmeny ESBL se mohou dostat do střevního traktu pomocí potravin (Mesa a kol. 2006). Výrazně vyšší výskyt střevního nosičství byl zjištěn u příbuzných osob pacientů, u kterých byla diagnostikována komunitně získaná infekce močového traktu, způsobená E. coli produkující ESBL. Ve studii RodríguezBaño a kol. (2008) většina kolonizovaných pacientů neměla žádný předchozí kontakt se zdravotnickou péčí. Dalo by se tedy usuzovat, že získání kmenů ESBL může být spojeno právě s touto péčí. Byl také prokázán sexuální přenos E. coli produkující ESBL (Foxman a kol. 2002). Bylo také zjištěno, že diabetes mellitus je spojen s vyšší mírou nosičství u pacientů s močovými infekcemi (Rodríguez-Baño a kol. 2008). Ve studii Rooneyho a kol. (2009) se zaměřili na pečovatelské domy, kdy 40 % pacientů bylo pozitivní na kmen E. coli produkující ESBL a nosičství bylo 40× vyšší než u pacientů, kteří byli navštěvováni praktickými lékaři kvůli průjmům doma. Zajímavé bylo, že délka pobytu v pečovatelském domě nekorelovala se zvýšenou pravděpodobností výskytu pozitivního vzorku.
35
7.4 Nosičství kmenů rezistentních na MLSB Nejčastějšími rezistentními kmeny na makrolidy, linkosamidy a streptogramin B jsou stafylokoky a streptokoky. Nosičství Streptococcus pneumonie v nosohltanu hraje důležitou roli pro rozvoj invazivních onemocnění a šíření rezistentních kmenů v rámci komunity. Bayer a kol. (2008) studovali nosičství Streptococcus pneumonie u dětí školního věku. Dva izoláty z osmi rezistentních k erytromycinu měly fenotyp iMLSB, zbylých šest vykazovalo fenotyp M. Studie také ukázala, že děti z víčečetných rodin a užívání antibiotik v posledních měsících zvyšují možnou kolonizaci kmenem S. pneumonie. Florindo a kol. (2010) studovali nosičství Streptococcus agalactie u žen v reprodukčním věku. Téměř polovina kmenů (53 %) rezistentních na erytromycin vykazovala konstitutivní fenotyp (cMLSB), 42 % inducibilní fenotyp (iMLSB) a pouze 5 % fenotyp M. Geny erm byly spojeny s výskytem fenotypu MLSB a u fenotypu M rezistence vznikla pomocí genu mef.
36
8 Závěr Nosičství polyrezistentních kmenů bakterií u zdravotníků i u samotných pacientů je významným faktorem, ovlivňujícím zdravotní stav nemocných. V posledních desetiletích se věnuje velká pozornost zejména nosičům MRSA, je ale třeba všímat si i nosičství dalších polyrezistentních kmenů, jako jsou VRE či enterobakterie produkující širokospektré beta-laktamázy. Nosičství MRSA má největší význam v chirurgii, u hemodialyzovaných pacientů nebo při zavádění katétrů a implantátů. Kožní nosičství zlatého stafylokoka rezistentního na meticilin se nejvíce objevuje u infekcí otevřených ran, kdy bakterie se často do rány dostávají pomocí deskvamace. Velkým rizikem může být přenos zdravotnickým personálem, který může být kolonizován rezistentními kmeny bakterií a tím při péčí o pacienty vyvolat infekce. Pro jedince se závažnými onemocněními, jako jsou např. otevřené rány, oslabená imunita apod., je nosičství velice důležitým rizikovým faktorem, kdy může dojít k znesnadnění, prodloužení a tedy i k prodražení léčby. Vankomycin rezistentní enterokoky vyskytující se ve střevě mohou přispívat ke zvýšení výskytu průjmů u pacientů. Podle Vidala a kol. (2010) a Manleyho a kol. (2005) by probiotické kultury mohly přispět ke snížení nosičství a tedy i k menšímu riziku vzniku druhotné infekce. Zdravotnický personál, který se stará o pacienty s VRE, by měl dbát zvýšené pozornosti, důsledně dodržovat hygienická pravidla a nosit ochranné pomůcky (např. rukavice). Počty nosičů v ČR nejsou známy, protože se neprovádí žádná systematická evidence. Problému nosičství by se měla věnovat dostatečná pozornost, aby nedocházelo ke zbytečným komplikacím primární léčby.
37
9 Seznam literatury Archer G.L. (1988): Molecular epidemiology of multiresistant Staphylococcus epidermidis. J. Antimicrob. Chemother. Suppl C 21: 133-138. Armstrong-Esther C.A. (1976): Carriage patterns of Staphylococcus aureus in a healthy non-hospital population of adults and children. Ann. Hum. Biol. 3: 221-227. Arpin C., Daube H., Tessier F., Quentin C. (1999): Presence of mefA and mefE genes in Streptococcus agalactiae. Antimicrob. Agents Chemother. 43: 944-946. Baraniak A., Sadowy E., Hryniewicz W., Gniadkowski M. (2002): Two different extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) in one of the first ESBL-producing Salmonella isolates in Poland. J. Clin. Microbiol. 40: 1095-1097. Bates J., Jordens J.Z., Griffiths D.T. (1994): Farm animals as a putative reservoir for vancomycin-resistant enterococcal infection in man. J. Antimicrob. Chemother. 34: 507-516. Bayer M., Aslan G., Emekdaş G., Kuyucu N., Kanik A. (2008): Nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae in healthy children and multidrug resistance. Mikrobiyol. Bul. 42: 223-230. Bergerová T., Hedlová D., Jindrák V., Urbášková P., Chmelík V. (2006): Doporučený postup pro kontrolu výskytu kmenù Staphylococcus aureus rezistentních k oxacilinu (MRSA) a s jinou nebezpečnou antibiotickou rezistencí ve zdravotnických zařízeních. ZPRÁVY CEM (SZÚ, Praha), ročník 15, příloha 1. Boyce J.M., Mermel L.A., Zervos M.J., Rice L.B., Potter-Bynoe G., Giorgio C., Medeiros A.A. (1995): Controlling vancomycin-resistant enterococci. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 16: 634-637. Boyce J.M., Opal S.M., Chow J.W., Zervos M.J., Potter-Bynoe G., Sherman C.B., Romulo R.L., Fortna S., Medeiros A.A. (1994): Outbreak of multi-drug resistant Enterococcus faecium with transferable VanB class vancomycin resistance. J. Clin. Microbiol. 3: 1148-1153. Bradford P. (2001): Extended-spectrum-beta-lactamases in the 21st century: characterization, epidemiology, and detection of this important resistance threat. Clin. Microbiol. Rev. 14: 933-951. Bush K., Jacoby G.A., Medeiros A.A. (1995): A functional classification scheme for beta-lactamases and its correlation with molecular structure. Antimicrob. Agents Chemother. 39: 1211-1233. 38
Cavalleri B., Pagani H., Volpe G., Selva E., Parenti F. (1984): A-16686: a new antibiotic from Actinoplanes. Fermentation, isolation, and preliminary physico-chemical characteristics. J. Antibiot. 37: 309-317. Cimiotti J.P., Wu F., Della-Latta P., Nesin M., Larson E. (2004): Emergence of resistant staphylococci on the hands of new graduate nurses. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 25: 431-435. Conlon K.M., Humphreys H., O'Gara J.P. (2002): icaR encodes a transcriptional repressor involved in environmental regulation of ica operon expression and biofilm formation in Staphylococcus epidermidis. J. Bacteriol. 184: 4400-4408. Cosgrove S.E., Carroll K.C., Perl T.M. (2004): Staphylococcus aureus with reduced susceptibility to vancomycin. Clin. Infect. Dis. 39: 539-545. Cove J.H., Eady E.A., Cunliffe W.J. (1990): Skin carriage of antibiotic-resistant coagulase-negative staphylococci in untreated subjects. J. Antimicrob. Chemother. 25: 459-469. Dancer S.J., Noble W.C. (1991): Nasal, axillary and perineal carriage of Staphylococcus aureus among women: identification of strains producing epidermolytic toxins. J. Clin. Pathol. 44: 681-684. Duckro A.N., Blom D.W., Lyle E.A., Weinstein R.A., Hayden M.K. (2005): Transfer of vancomycin-resistant enterococci via health care worker hands. Arch. Intern. Med. 165: 302-307. Foxman B., Manning S.D., Tallman P., Bauer R., Zhang L., Koopman J.S., Gillespie B., Sobel J.D., Marrs C.F. (2002): Uropathogenic Escherichia coli are more likely than commensal Escherichia coli to be shared between heterosexual sex partners. Am. J. Epidemiol. 156: 1133-1140. Florindo C., Viegas S., Paulino A., Rodrigues E., Gomes J.P., Borrego M.J. (2010): Molecular characterization and antimicrobial susceptibility profiles in Streptococcus agalactiae colonizing strains: association of erythromycin resistance with subtype III-1 genetic clone family. Clin. Microbiol. Infect. 16: 1458-1463. Gniadkowski M. (2001): Evolution of extended-spectrum β-lactamases by mutation. Clin. Microbiol. Infect. 14: 11-32. Goldstein F.W. (2000): Antibiotic susceptibility of bacterial strains isolated from patients with community-acquired urinary tract infections in France. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 19:112-117.
39
Gordts B., van Landuyt H., Ieven M., Vandamme P., Goossens H. (1995): Vancomycinresistant enterococci colonizing the intestinal tracts of hospitalized patients J. Clin. Microbiol. 33: 2842-2846. Harkaway K.S., McGinley K.J., Foglia A.N., Lee W.L., Fried F., Shalita A. R., Leyden J.J. (1992): Antibiotic resistance patterns in coagulase-negative staphylococci after treatment with topical erythromycin, benzoyl peroxide and combination therapy. Br. J. Dermatol. 126: 586-590. Hedin G., Hambraeus A. (1991): Multiply antibiotic resistant Staphylococcus epidermidis in patients, staff and environment - a one-week survey in a bone marrow transplant unit. J. Hosp. Infect. 17: 95-106. Higgins D.L., Chang R., Debabov D.V., Leung J., Wu T., Krause K.M., Sandvik E., Hubbard K.K., Schmidt D.E. Jr., Gao Q., Cass R.T., Karr D.E., Benton B.M., Humphrey P.P. (2005): Telavancin, a multifunctional lipoglycopeptide, disrupts both cell wall synthesis and cell membrane integrity in methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimicrob. Agents Chemother. 49: 1127-1134. Hira V., Sluijter M., Goessens W.H.F., Ott A., de Groot R., Hermans P.W.M., Kornelisse R.F. (2010): Coagulase-negative staphylococcal skin carriage among neonatal intensive care unit personnel: from population to infection J. Clin. Microbiol. 48: 3876-3881. Hiramatsu K. (2001): Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus: a new model of antibiotic resistance. Lancet Infect. Dis. 1:147-155. Hiramatsu K., Hanaki H., Ino T., Yabuta K., Oguri T., Tenover F.C. (1997): Methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical strain with reduced vancomycin susceptibility. J. Antimicrob. Chemother. 40: 135-136. Hoen B., Paul-Dauphin A., Hestin D., Kessler M. (1998): EPIBACDIAL: a multicenter prospective study of risk factors for bacteremia in chronic hemodialysis patients. JASN 9: 869-876. Jaulhac B., Romeo B., Jehl F., a kol. (spoluautoři neuvedeni) (1994): Effects de la ramoplanine adminstree oralment sur la flore fecale de sujects sains. Nouvelles Tendances en Microbiologie Anaerobie. In: Colloque de la Societe Francais de Microbiologie, 18: 17, Villeneuve D'Ascq. Ex: Wong a kol. 2001. Kliebe C., Nies B.A., Meyer J.F., Tolxdorff-Neutzling R.M., Wiedemann B. (1985): Evolution of plazmid-coded resistance to broad-spectrum cephalosporins. Antimicrob. Agents Chemother. 28: 302-307.
40
Kluytmans J.A.J.W., Mouton J.W., Ijzerman E.P.F., Vandenbroucke-Grauls C.M.J.E., Maat A.W.P.M., Wagenvoort J.H.T., Verbrugh H.A. (1995): Nasal carriage of Staphylococcus aureus as a major risk factor for wound infections after cardiac surgery. J. Infect. Dis. 171: 216-219. Kluytmans J.A.J.W., van Belkum A., Verbrugh H. (1997): Nasal carriage of Staphylococcus aureus: epidemiology, underlying, mechanisms, and associated risks. Clin. Microbiol. Rev. 10: 505-520. Lautenbach E., Patel J.B., Bilker W.B., Edelstein P.H., Fishman N.O. (2001): Extendedspectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae: risk factors for infection and impact of resistance on outcomes. Clin. Infect. Dis. 32: 11621171. Leclercq R., Derlot E., Duval J., Courvalin P. (1988): Plasmid-mediated resistance to vancomycin and teicoplanin in Enterococcus faecium. N. Engl. J. Med. 319: 157-161. Lipsky B.A., Peugeot R.L., Boyko E.J., Kent D.L. (1992): A prospective study on Staphylococcus aureus nasal colonization and intravenous therapy-related phlebitis. Arch. Intern. Med. 52: 2109-2112. Livornese L.L., Dias S., Samel C., Romanowski B., Taylor S., May P., Pitsakis P., Woods G., Kaye D., Levison M.E., Johnson C.C. (1992): Hospital-acquired infection with vancomycin-resistant Enterococcus faecium transmitted by electronic thermometers. Ann. Intern. Med. 117: 112-116. Luzar M.A. (1991): Exit-site infection in continuous ambulatory peritoneal dialysis: a review. Perit. Dial. Int. 11: 333-340. Mack D.R., Michail S., Wei S., McDougall L., Hollingsworth M.A. (1999): Probiotics inhibit enteropathogenic Escherichia coli adherence in vitro by inducing intestinal mucin gene expression. Am. J. Physiol. 276: 941-950. Manley K.J., Fraenkel M.B., Mayall B.C., Power D.A. (2007): Probiotic treatment of vancomycin-resistant enterococci: a randomised controlled trial. Med. J. Aust. 186: 454-457. Mesa R.J., Blanc V., Blanch A.R., Cortés P., González J.J., Lavilla S., Miró E., Muniesa M., Saco M., Tórtola M.T., Mirelis B., Coll P., Llagostera M., Prats G., Navaarro F. (2006): Extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae in different environments (humans, food, animal farms and sewage). J. Antimicrob. Chemother. 58: 211-215.
41
Miller Y.W., Eady E.A., Lacey R.W., Cove J.H., Joanes D.N., Cunliffe W.J. (1996): Sequential antibiotic therapy for acne promotes the carriage of resistant staphylococci on the skin of contacts. J. Antimicrob. Chemother. 38: 829-837. Miró E., Mirelis B., Navarro F., Riviera A., Mesa R.J., Rig M.C., Gómez L., Coll P. (2005): Surveillance of extended-spectrum β-lactamases from clinical samples and faecal carriers in Barcelona, Spain. J. Antimicrob. Chemother. 56: 1152-1155. Muto C.A., Jernigan J.A., Ostrowsky B.E., Richet H.M., Jarvis W.R., Boyce J.M., Farr B.M. (2003): SHEA guideline for preventing nosocomial transmission of multidrugresistant strains of Staphylococcus aureus and Enterococcus. Infect. Control. Hosp. Epidemiol. 24: 362-386. Nikaido H. (1993): Transport across the bacterial outer membrane. J. Bioenerg. Biomembr. 25: 581-589. Nikaido H. (2003): Molecular basis of bacterial outer membrane permeability revisited. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 67: 593-656. Nicolle L.E., Strausbaugh L.J., Garibaldi R.A. (1996): Infections and antibiotic resistance in nursing homes. Clin. Microbiol. Rev. 9: 1-17. Noble W.C., Williams R.E.O., Jevons M.P., Shooter R.A. (1964): Some aspects of nasal carriage of staphylococci. J. Clin. Pathol. 17: 79-83. Noskin G.A., Stosor V., Cooper I., Peterson L.R. (1995): Recovery of vancomycinresistant enterococci on fingertips and environmental surfaces. Infect. Control. Hosp. Epidemiol. 16: 577-581. Parras F., del Carmen Guerrero M., Bouza E., Blázquez M.J., Moreno S., Menarguez M.C., Cercenado E. (1995): Comparative study of mupirocin and oral co-trimoxazole plus topical fusidic acid in eradication of nasal carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimicrob. Agents Chemother. 39:175-179. Pittet D., Dharan S., Touveneau S., Sauvan V., Perneger T.V. (1999): Bacterial contamination of the hands of hospital staff during routine patient care. Arch. Intern. Med. 159: 821-826. Poole K. (2004): Resistance to β-lactam antibiotics. Cell. Mol. Life Sci. 61: 2200-2223. Putman M., van Veen H.W., Konings W.N. (2000): Molecular properties of bacterial multidrug transporters. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64: 672-693. Reynolds J.E.F. (1989): Martindale. The Extra Pharmaceutical Press, London Ex: Cove a kol. 1990. 42
Pharmacopoeia,
29th
edn.
Roberts M.C., Sutcliffe J., Courvalin P., Jensen L.B., Rood J., Seppälä H. (1999): Nomenclature for macrolide and macrolide-lincosamide-streptogramin B resistance determinants. Antimicrob. Agents Chemother. 43: 2823-2830. Rolston K.V.I., Dholakia N., Ho D.H., LeBlanc B., Dvorak T., Streeter H. (1996): Invitro activity of ramoplanin (a novel lipoglycopeptide), vancomycin, and teicoplanin against gram-positive clinical isolates from cancer patients. J. Antimicrob. Chemother. 38: 265-269. Smith K.J., Wagner K.F., Yeager J., Skelton H.G., Ledsky R. (1994): Staphylococcus aureus carriage and HIV-1 disease: association with increased mucocutaneous infections as well as deep soft-tissue infections and sepsis. Arch. Dermatol. 130: 521522. Snydman D.R., Sullivan B., Gill M., Gould J.A., Parkinson D.R., Atkins M.B. (1990): Nosocomial sepsis associated with interleukin-2. Ann. Intern. Med. 112: 102-107. Steenbergen J.N., Alder J., Thorne G.M., Tally F.P. (2005): Daptomycin: a lipopeptide antibiotic for the treatment of serious Gram-positive infections. J. Antimicrob. Chemother 55: 283-288. Stegeman C.A., Tervaert J.W.C., Sluiter W.J., Manson W.L., de Jong P.E., Kallenber C.G.M. (1994): Association of chronic nasal carriage of Staphylococcus. aureus and higher relapse rates in Wegener’s granulomatosis. Ann. Intern. Med. 120: 12-17. Šenkýřová V. (2006): Meticilin rezistentní Staphylococcus aureus. Urolog. pro praxi 5: 250-252. Tenorio A.R., Badri S.M., Sahgal N.B., Hota B., Matushek M., Hayden M.K., Trenholme G.M., Weinstein R.A. (2001): Effectiveness of gloves in the prevention of hand carriage of vancomycin-resistant Enterococcus species by health care workers after patient care. Clin. Infect. Dis. 32: 826-829. Tornieporth N.G., Roberts R.B., John J., Hafnier A., Riley L.W. (1996): Risk factors associated with vancomycin-resistant Enterococcus faecium infection or colonization in 145 matched case patients and control patients. Clin. Infect. Dis. 23: 767-772. Valeriano-Marcet J., Spiera H. (1991): Treatment of Wegener granulomatosis with sulfa-methoxazole-trimethoprim. Arch. Intern. Med. 151: 1649-1652. Valverde A., Coque M.T., Sánchez-Moreno M.P., Román A., Baquero F., Cantón R. (2004): Dramatic increase in prevalence of fecal carriage of extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae during nonoutbreak situations in Spain. J. Clin. Microbiol. 42: 4769-4775.
43
Vergis E.N., Hayden M.K., Chow J.W., Snydman D.R., Zervos M.J., Linden P.K., Wagener M.M., Schmitt B., Muder R.R. (2001): Determinants of vancomycin resistance and mortality rates in enterococcal bacteremia: a prospective multicenter study. Ann. Intern. Med. 135: 484-492. Vidal M., Forestier C., Charbonnel N., Henard S., Rabaud C., Lesens O. (2010): Probiotics and intestinal colonization by vancomycin-resistant enterococci in mice and humans. J. Clin. Microbiol. 48: 2595-2598. Voss A., Doebbeling B.N. (1995): The worldwide prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Int. J. Antimicrob. Agents 5:101-106. Votava M. (2001): Lékařská mikrobiologie obecná. Neptun, Brno, 247 s. Weinke T., Schiller R., Fehrenbach F.J., Pohle H.D. (1992): Association between Staphylococcus aureus nasopharyngeal colonization and septicemia in patients infected with the human immunodeficiency virus. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 11: 985989. Wertheim H.F.L., Melles D.C., Vos M.C., Van Leeuwen W., Van Belkum A., Verbrugh H.A., Nouwen J.L. (2005): The role of nasal carriage in Staphylococcus aureus infections. Lancet Infect. Dis. 5: 751-762. Willems R.J., Top J., van Santen M., Robinson D.A., Coque T.M., Baquero F., Grundmann H., Bonten M.J.M. (2005): Global spread of vancomycin-resistant Enterococcus faecium from distinct nosocomial genetic complex. Emerg. Infect. Dis. 11: 821-828. Williams R.E. (1963): Healthy carriage of Staphylococcus aureus: its prevalence and importance. Bacteriol. Rev. 27: 56-71. Wilson K.H., Perini F. (1988): Role of competition for nutrients in suppression of Clostridium difficile by the colonic microflora. Infect. Immun. 56: 2610-2614. Wong M.T., Kauffman C.A., Standiford H.C., Linden P., Fort G., Fuchs H.J., Porter S.B., Wenzel R.P. (2001): Effective suppression of vancomycin-resistant Enterococcus species in asymptomatic gastrointestinal carriers by a novel glycolipodepsipeptide, ramoplanin. Clin. Infect. Dis. 33: 1476-1482. URL: http://www.infekce.cz/Standardy/ATBkonsens2DP.pdf citováno ke dni 15.4.2011 URL: http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/00021331.htm citováno ke dni 3.3.2011
44
URL: http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5126a1.htm citováno ke dni 4.3.2011 URL: http://www.med.muni.cz/dokumenty/pdf/mikrobiologie_lidskeho_organismu.pdf citováno ke dni 4.4.2011 URL: http://www.szu.cz/earsnet/patogen.php citováno ke dni 4.5.2011
45
