Revista Bioreview Edición 56 - Abril 2016

BIODIAGNOSTICO

 

Aislamiento de Staphylococcus aureus hétero-resistente a vancomicina en Hospital Clínico Regional de Concepción, Chile

Comunicación Breve
Félix Vega, Pedro Alarcón, Mariana Domínguez, Helia Bello, Gisela Riedel, Sergio Mella, Alejandro Aguayo y Gerardo González-Rocha
Universidad de Concepción, Concepción, Chile.
Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Microbiología.
Laboratorio de Investigación en Agentes Antibacterianos (FV, MD, HB, GG).
Facultad de Medicina, Departamento de Medicina Interna (GR, SM, AA).
Instituto de Salud Pública, Santiago, Chile (PA).
Correspondencia a: Gerardo González-Rocha
ggonzal@udec.cl
Revista chilena de infectología
versión impresa ISSN 0716-1018
Rev. chil. infectol. vol.32 no.5 Santiago oct. 2015
http://dx.doi.org/10.4067/S0716-10182015000600017

Abstract

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is widely distributed in hospital environments, causing serious infections, mainly the  loodstream, surgical site infection and pneumonia. Vancomycin (VAN) is the antibiotic of choice for treating severe MRSA infections; however,  owadays worldwide resistant strains (VRSA), with intermediate susceptibility (VISA) and decreased susceptibility or hétero- resistance to VAN (hVISA) have been reported, related to treatment failure and increased mortality. This report describes the first confirmed isolation of MRSA with  VISA phenotype in a public hospital in Chile.

Key words: Staphylococcus aureus, MRSA, vancomycin, hVISA, Chile.

Resumen

Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) se encuentra ampliamente distribuido en ambientes hospitalarios, provocando infecciones  graves, principalmente del torrente sanguíneo, infección de sitio quirúrgico y neumonía. Vancomicina (VAN) es el antimicrobiano de elección para  tratar infecciones graves por SARM; sin embargo, actualmente en el mundo se han comunicado cepas resistentes (SARV), con susceptibilidad  intermedia (SAIV) y susceptibilidad disminuida o con hétero-resistencia a VAN (SAIVh), relacionadas a falla terapéutica y aumento de la mortalidad.  Describimos el primer aislado de SARM con fenotipo SAIVh en un hospital público de Chile.

Palabras clave: Staphylococcus aureus, SARM,  vancomicina, SAIVh, Chile.

Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) se encuentra ampliamente distribuido en ambientes hospitalarios, provocando infecciones  graves, principalmente del torrente sanguíneo, infección de sitio quirúrgico y neumonía1. En Chile, el Grupo Colaborativo de Resistencia  Antimicrobiana informó, para el año 2012, 51,7% de susceptibilidad a cloxacilina en pacientes adultos hospitalizados y 84,9% en niños2. La  resistencia a meticilina se encuentra codificada en los genes mec, insertos en el cassette cromosomal denominado SCCmec. Se han descrito 11  tipos y varios subtipos, de los cuales el tipo I, II y III predominan en cepas de origen hospitalario3. Vancomicina (VAN) es el antimicrobiano de  elección para tratar infecciones graves por SARM; sin embargo, en la actualidad se ha informado cepas resistentes (SARV), con susceptibilidad intermedia (SAIV) y susceptibilidad disminuida o con hétero-resistencia (SAIVh) a VAN, relacionadas a falla en el tratamiento y aumento de la  mortalidad4. Los mecanismos moleculares que originan estos fenotipos de resistencia son específicos. En el caso de SARV se produce por adquisición del gen vanA desde cepas de Enterococcus spp. lo que produce elevados niveles de resistencia (concentración inhibitoria mínima, CIM de VAN ≥ 16 μg/mL), a diferencia de SAIV y SAIVh, donde se altera la estructura de la pared bacteriana impidiendo el acceso del antimicrobiano a su sitio de acción, generando una elevación leve de los niveles de CIM de VAN (4-8 μg/mL para SAIV y < 2 pg/mL SAIVh)4. Hasta el año 2012 se habían notificado 12 casos de SARV, principalmente en los E.U.A., causando infecciones de piel y tejidos blandos en pacientes con enfermedades crónicas que se encontraban colonizados con Enterococcus faecalis portador del gen vanA. Posteriormente, el año 2013 se reportó el primer aislado en Latinoamérica de SARV de un paciente con características similares5. La primera cepa con fenotipo SAIV de S. aureus fue reportada en Japón el año 1997 y se denominó Mu50, con una CIM de 8 μg/mL a VAN y fue aislada de una herida operatoria6. Sin embargo, en 1996 se había aislado la  cepa Mu3, la primera con fenotipo SAIVh, desde un paciente con neumonía por SARM tratada 12 días con VAN, y que se postula sería el origen de  Mu5078. Posteriormente, surgen reportes en todo el mundo incluso en análisis retrospectivos con cepas almacenadas desde 19874. Dentro de los factores asociados al incremento de la CIM a VAN en el caso de cepas SAMR y SAIVh se encuentran el tratamiento previo con este glicopéptido y la estancia en unidades de cuidados intensivos9.

En Chile no se han detectado cepas resistentes a VAN entre los aislados de S. aureus y la distribución de las CIM es bastante homogénea, con  valores inferiores a 1,0 μg/mL, manteniéndose dentro del rango de susceptibilidad de acuerdo a los puntos de corte recomendados por CLSI10.

En esta comunicación se describe el primer hallazgo de una cepa de S. aureus SAIVh en Chile, aislada en una mujer de 62 años internada en el  Hospital Clínico Regional de Concepción con antecedentes de una diabetes mellitus tipo 2, hipertensión arterial y enfermedad renal crónica  secundaria a nefropatía diabética en hemodiálisis. Había recibido tratamiento con vancomicina previamente por una osteomielitis secundaria a un pie  diabético por S. epidermidis resistente a meticilina y por dos episodios de bacteriemias por SARM asociadas a CVC de hemodiálisis.

El estudio de susceptibilidad de la cepa de S. aureus, por método de difusión en agar, mostró resistencia a cefoxitina, eritromicina y clindamicina,  sugiriendo resistencia a meticilina y de tipo MLSB constitutiva, respectivamente. En cambio, fue susceptible a rifampicina, sulfametoxazol- trimetoprim, tetraciclina y linezolid (LZD); concordante con el predominio del clon chileno-cordobés en nuestro país. Se determinó la CIM por método  de dilución seriada en agar y epsilometría a VAN y por microdilución en caldo a daptomicina (DAP) y LZD. Los resultados indicaron susceptibilidad a  AN (CIM 2,0 μg/mL) y LZD (CIM 1,0 μg/mL), pero no susceptible a DAP (CIM 2,0 μg/ mL). La cepa presentó el gen mecA, el SCCmec tipo I y fue negativa para el gen pvl, mediante amplificación por reacción de polimerasa en cadena (RPC). La subtificación de esta cepa por MLST  (http://saureus. mlst.net/) determinó que se trata del secuencio-tipo ST267, que es un ST no descrito con anterioridad y que pertenece al complejo  clonal CC5. La confirmación que esta cepa corresponde a S. aureus SAIVh se realizó en el Instituto de Salud Pública mediante el método de  glycopeptide resistance detection (GRD)11 (Figura 1).

Figura 1. Confirmación de SAIVh por método de Glycopeptide Resistance Detection (GRD e-test). Se observa una CIM de 8 μg/ mL (flecha) para teicoplanina (TP), lo que confirma el fenotipo SAIVh para la cepa estudiada. VA: vancomicina.

La prevalencia de SAIVh es difícil de determinar por el amplio número de metodologías para su detección, pero se estima que corresponde a 1,3%  de los aislados de SARM12. En Latinoamérica existe escasa información de aislados de SAIVh; sin embargo, recientemente Di Gregorio y cols.13,  comunicaron una prevalencia de 3,3% de SAIVh en un hospital universitario de Argentina.

La susceptibilidad intermedia y la hétero-resistencia a VAN e produce por una serie de cambios estructurales de la pared celular como reducción de la expresión de proteínas de unión a penicilina (PBP) y disminución de entrecruzamientos que dejan libres residuos D-ala D-ala capaces de unir VAN impidiendo que ésta llegue a su sitio de acción14. Diversas mutaciones en un pequeño número de genes reguladores como walKR, graRS, vraSR, que corresponden a sistemas de quorum sensing de los componentes, y el gen rpoB, que codifica para la subunidad B de la ARN polimerasa, han sido asociadas a los fenotipos SAIV y SAIVh15.

Dentro de las metodologías para la detección de SAIVh se encuentra el análisis de perfiles poblacionales, que corresponde al estándar de oro; sin  embargo, es una metodología laboriosa y que consume tiempo por lo que no se puede realizar de rutina. Por esta razón, se han desarrollado otras  técnicas como el macrométodo E-test y la GRD E-test que consiste en inocular una suspensión 0,5 McFarland en una placa de Mueller Hinton  adicionada con 5% de sangre cordero e incubar por 48 hs a 35°C, incorporando una tira de E-test GRD11, la cual presenta doble gradiente de  antibacteriano, por un extremo VAN y por el otro teicoplanina. Si posterior a la incubación se observa una CIM ≥ 8 μg/mL, a cualquiera de los dos glicopéptidos, se considera que la cepa corresponde al fenotipo SAIVh16.

Hasta donde tenemos conocimiento, y no obstante existe un informe de cepas de S. aureus inhibidas con 8 μg/mL de VAN17, este trabajo  constituye el primer reporte confirmado de una cepa de S. aureus SAIVh en Chile. Es fundamental mantener programas de vigilancia que permitan detectar la presencia de cepas con este fenotipo en pacientes con factores de riesgo como tratamiento prolongado con VAN, de modo de predecir  fracaso con este fármaco y optimizar la terapia antimicrobiana.

Agradecimientos. Agradecemos a Novartis Chile S.A. por financiar parte de esta investigación y al Laboratorio Clínico del Hospital “Dr. Guillermo Grant Benavente”, de Concepción (Chile), por colaborar en la recolección de las cepas incluidas en este estudio. 

Referencias Bibliográficas.

1.- Rice LB. Antimicrobial resistance in Gram-positive bacteria. Am J Infect Control 2006; 34 (5 Suppl 1): vS11-9.

2.- Cifuentes M, Silva F, García P, Bello H, Briceño I, Calvo M, et al. Susceptibilidad antimicrobiana en Chile 2012. Rev Chilena Infectol 2014; 31: 123-30.

3.- Shore AC, Coleman DC. Staphylococcal cassette chromosome mec: recent advances and new insights. Int J Med Microbiol 2013; 303: 350-9.

4.- Howden BP, Davies JK, Johnson PD, Stinear TP, Grayson ML. Reduced vancomycin susceptibility in Staphylococcus aureus, including  vancomycin- intermediate and heterogeneous vancomycin-intermediate strains: resistance mechanisms, laboratory detection, and clinical  implications. Clin Microbiol Rev 2010; 23: 99-139.

5.- OPS. Alerta epidemiológica: Staphylococcus aureus resistente a vancomicina. Disponible: http://www.paho.org/hq/index.php?option=com_ docman&task=doc_view&gid=22189&Itemid= (fecha de acceso: 20 de julio de 2015).

6.- Hiramatsu K, Hanaki H, Ino T, Yabuta K, Oguri T, Tenover FC. Methicillin- resistant Staphylococcus aureus clinical strain with reduced  vancomycin susceptibility. J Antimicrob Chemother 1997; 40: 135-6.

7.- Hiramatsu K, Aritaka N, Hanaki H, Kawasaki S, Hosoda Y, Hori S, et al. Dissemination in Japanese hospitals of strains of Staphylococcus aureus heterogeneously resistant to vancomycin. Lancet 1997; 6: 1670-3.

8.- Rodríguez CA, Vesga O. Staphylococcus aureus resistente a vancomicina. Biomédica 2005; 25: 575-87.

9.- Lodise TP, Miller CD, Graves J, Evans A, Graffunder E, Helmecke M, et al. Predictors of high vancomycin MIC values among patients with  methicillin- resistant Staphylococcus aureus bacteremia. J Antimicrob Chemother 2008; 62: 1138-41.

10.- CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty-Fifth Informational Supplement. CLSI document M100-S25.  Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2015.

11.- Yusof A, Engelhardt A, Karlsson A, Bylund L, Vidh P, Mills K, et al. Evaluation of a new E-test vancomycin-teicoplanin strip for detection of  glycopeptide-intermediate Staphylococcus aureus (GISA), in particular, heterogeneous GISA. J Clin Microbiol 2008; 46: 3042-7.

12.- van Hal SJ, Paterson DL. Systematic review and meta analysis of the significance of heterogeneous vancomycin - intermediate Staphylococcus  aureus isolates. Antimicrob Agents Chemother 2011; 55: 405-10.

13.- Di Gregorio S, Perazzi B, Ordoñez AM, De Gregorio S, Foccoli M, Lasala MB, et al. Clinical, microbiological, and genetic characteristics of  heteroresistant vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus bacteremia in a teaching hospital. Microb Drugs Resist 2015; 21: 25-34.

14.- Fridkin SK. Vancomycin-intermediate and-resistant Staphylococcus aureus: what the infectious disease specialist needs to know. Clin Infect Dis 2001; 32: 108-15.

15.- Howden BP, Peleg AY, Stinear TP The evolution of vancomycin intermediate Staphylococcus aureus (VISA) and heterogenous- VISA. Infect  Genet Evol 2014; 21: 575-82.

16.- van Hal SJ, Wehrhahn M C, Barbagiannakos T, Mercer J, Chen D, Paterson DL, et al. Performance of various testing methodologies for detection of heteroresistant vancomycin- intermediate Staphylococcus aureus in bloodstream isolates. J Clin Microbiol 2011; 49: 1489-94.

17.- Otth L, Wilson M, Bustamante N, Fernández H, Otth C. Susceptibilidad antimicrobiana y patrones de resistencia de Staphylococcus aureus  aislados de pacientes y portadores en la ciudad de Valdivia. Rev Chilena Infectol 2008; 25: 175-8.

Declaración de conflicto de interés: Sergio Mella ha recibido honorarios como conferencista de Laboratorios Pfizer y MSD. Los otros autores no  tienen conflictos de interés.Fuente de financiamiento parcial por Novartis Chile S.A.

Abstract

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is widely distributed in hospital environments, causing serious infections, mainly the  loodstream, surgical site infection and pneumonia. Vancomycin (VAN) is the antibiotic of choice for treating severe MRSA infections; however,  owadays worldwide resistant strains (VRSA), with intermediate susceptibility (VISA) and decreased susceptibility or hétero- resistance to VAN (hVISA) have been reported, related to treatment failure and increased mortality. This report describes the first confirmed isolation of MRSA with  VISA phenotype in a public hospital in Chile.

Key words: Staphylococcus aureus, MRSA, vancomycin, hVISA, Chile.

Resumen

Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) se encuentra ampliamente distribuido en ambientes hospitalarios, provocando infecciones  graves, principalmente del torrente sanguíneo, infección de sitio quirúrgico y neumonía. Vancomicina (VAN) es el antimicrobiano de elección para  tratar infecciones graves por SARM; sin embargo, actualmente en el mundo se han comunicado cepas resistentes (SARV), con susceptibilidad  intermedia (SAIV) y susceptibilidad disminuida o con hétero-resistencia a VAN (SAIVh), relacionadas a falla terapéutica y aumento de la mortalidad.  Describimos el primer aislado de SARM con fenotipo SAIVh en un hospital público de Chile.

Palabras clave: Staphylococcus aureus, SARM,  vancomicina, SAIVh, Chile.

Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) se encuentra ampliamente distribuido en ambientes hospitalarios, provocando infecciones  graves, principalmente del torrente sanguíneo, infección de sitio quirúrgico y neumonía1. En Chile, el Grupo Colaborativo de Resistencia  Antimicrobiana informó, para el año 2012, 51,7% de susceptibilidad a cloxacilina en pacientes adultos hospitalizados y 84,9% en niños2. La  resistencia a meticilina se encuentra codificada en los genes mec, insertos en el cassette cromosomal denominado SCCmec. Se han descrito 11  tipos y varios subtipos, de los cuales el tipo I, II y III predominan en cepas de origen hospitalario3. Vancomicina (VAN) es el antimicrobiano de  elección para tratar infecciones graves por SARM; sin embargo, en la actualidad se ha informado cepas resistentes (SARV), con susceptibilidad intermedia (SAIV) y susceptibilidad disminuida o con hétero-resistencia (SAIVh) a VAN, relacionadas a falla en el tratamiento y aumento de la  mortalidad4. Los mecanismos moleculares que originan estos fenotipos de resistencia son específicos. En el caso de SARV se produce por adquisición del gen vanA desde cepas de Enterococcus spp. lo que produce elevados niveles de resistencia (concentración inhibitoria mínima, CIM de VAN ≥ 16 μg/mL), a diferencia de SAIV y SAIVh, donde se altera la estructura de la pared bacteriana impidiendo el acceso del antimicrobiano a su sitio de acción, generando una elevación leve de los niveles de CIM de VAN (4-8 μg/mL para SAIV y < 2 pg/mL SAIVh)4. Hasta el año 2012 se habían notificado 12 casos de SARV, principalmente en los E.U.A., causando infecciones de piel y tejidos blandos en pacientes con enfermedades crónicas que se encontraban colonizados con Enterococcus faecalis portador del gen vanA. Posteriormente, el año 2013 se reportó el primer aislado en Latinoamérica de SARV de un paciente con características similares5. La primera cepa con fenotipo SAIV de S. aureus fue reportada en Japón el año 1997 y se denominó Mu50, con una CIM de 8 μg/mL a VAN y fue aislada de una herida operatoria6. Sin embargo, en 1996 se había aislado la  cepa Mu3, la primera con fenotipo SAIVh, desde un paciente con neumonía por SARM tratada 12 días con VAN, y que se postula sería el origen de  Mu5078. Posteriormente, surgen reportes en todo el mundo incluso en análisis retrospectivos con cepas almacenadas desde 19874. Dentro de los factores asociados al incremento de la CIM a VAN en el caso de cepas SAMR y SAIVh se encuentran el tratamiento previo con este glicopéptido y la estancia en unidades de cuidados intensivos9.

En Chile no se han detectado cepas resistentes a VAN entre los aislados de S. aureus y la distribución de las CIM es bastante homogénea, con  valores inferiores a 1,0 μg/mL, manteniéndose dentro del rango de susceptibilidad de acuerdo a los puntos de corte recomendados por CLSI10.

En esta comunicación se describe el primer hallazgo de una cepa de S. aureus SAIVh en Chile, aislada en una mujer de 62 años internada en el  Hospital Clínico Regional de Concepción con antecedentes de una diabetes mellitus tipo 2, hipertensión arterial y enfermedad renal crónica  secundaria a nefropatía diabética en hemodiálisis. Había recibido tratamiento con vancomicina previamente por una osteomielitis secundaria a un pie  diabético por S. epidermidis resistente a meticilina y por dos episodios de bacteriemias por SARM asociadas a CVC de hemodiálisis.

El estudio de susceptibilidad de la cepa de S. aureus, por método de difusión en agar, mostró resistencia a cefoxitina, eritromicina y clindamicina,  sugiriendo resistencia a meticilina y de tipo MLSB constitutiva, respectivamente. En cambio, fue susceptible a rifampicina, sulfametoxazol- trimetoprim, tetraciclina y linezolid (LZD); concordante con el predominio del clon chileno-cordobés en nuestro país. Se determinó la CIM por método  de dilución seriada en agar y epsilometría a VAN y por microdilución en caldo a daptomicina (DAP) y LZD. Los resultados indicaron susceptibilidad a  AN (CIM 2,0 μg/mL) y LZD (CIM 1,0 μg/mL), pero no susceptible a DAP (CIM 2,0 μg/ mL). La cepa presentó el gen mecA, el SCCmec tipo I y fue negativa para el gen pvl, mediante amplificación por reacción de polimerasa en cadena (RPC). La subtificación de esta cepa por MLST  (http://saureus. mlst.net/) determinó que se trata del secuencio-tipo ST267, que es un ST no descrito con anterioridad y que pertenece al complejo  clonal CC5. La confirmación que esta cepa corresponde a S. aureus SAIVh se realizó en el Instituto de Salud Pública mediante el método de  glycopeptide resistance detection (GRD)11 (Figura 1).

Figura 1. Confirmación de SAIVh por método de Glycopeptide Resistance Detection (GRD e-test). Se observa una CIM de 8 μg/ mL (flecha) para teicoplanina (TP), lo que confirma el fenotipo SAIVh para la cepa estudiada. VA: vancomicina.

La prevalencia de SAIVh es difícil de determinar por el amplio número de metodologías para su detección, pero se estima que corresponde a 1,3%  de los aislados de SARM12. En Latinoamérica existe escasa información de aislados de SAIVh; sin embargo, recientemente Di Gregorio y cols.13,  comunicaron una prevalencia de 3,3% de SAIVh en un hospital universitario de Argentina.

La susceptibilidad intermedia y la hétero-resistencia a VAN e produce por una serie de cambios estructurales de la pared celular como reducción de la expresión de proteínas de unión a penicilina (PBP) y disminución de entrecruzamientos que dejan libres residuos D-ala D-ala capaces de unir VAN impidiendo que ésta llegue a su sitio de acción14. Diversas mutaciones en un pequeño número de genes reguladores como walKR, graRS, vraSR, que corresponden a sistemas de quorum sensing de los componentes, y el gen rpoB, que codifica para la subunidad B de la ARN polimerasa, han sido asociadas a los fenotipos SAIV y SAIVh15.

Dentro de las metodologías para la detección de SAIVh se encuentra el análisis de perfiles poblacionales, que corresponde al estándar de oro; sin  embargo, es una metodología laboriosa y que consume tiempo por lo que no se puede realizar de rutina. Por esta razón, se han desarrollado otras  técnicas como el macrométodo E-test y la GRD E-test que consiste en inocular una suspensión 0,5 McFarland en una placa de Mueller Hinton  adicionada con 5% de sangre cordero e incubar por 48 hs a 35°C, incorporando una tira de E-test GRD11, la cual presenta doble gradiente de  antibacteriano, por un extremo VAN y por el otro teicoplanina. Si posterior a la incubación se observa una CIM ≥ 8 μg/mL, a cualquiera de los dos glicopéptidos, se considera que la cepa corresponde al fenotipo SAIVh16.

Hasta donde tenemos conocimiento, y no obstante existe un informe de cepas de S. aureus inhibidas con 8 μg/mL de VAN17, este trabajo  constituye el primer reporte confirmado de una cepa de S. aureus SAIVh en Chile. Es fundamental mantener programas de vigilancia que permitan detectar la presencia de cepas con este fenotipo en pacientes con factores de riesgo como tratamiento prolongado con VAN, de modo de predecir  fracaso con este fármaco y optimizar la terapia antimicrobiana.

Agradecimientos. Agradecemos a Novartis Chile S.A. por financiar parte de esta investigación y al Laboratorio Clínico del Hospital “Dr. Guillermo Grant Benavente”, de Concepción (Chile), por colaborar en la recolección de las cepas incluidas en este estudio. 

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