Zprávy CEM (SZÚ, Praha) 2005; 15(1):34-37.

 

Citlivost k antibiotikům jako pomocný znak k odlišení

Aeromonas hydrophila

Susceptibility to antimicrobials as a supportive feature in differentiation of Aeromonas hydrophila from Escherichia coli

 

Pavla Urbášková 1) , Helena Skáčaniová 2), Eva Veselá 4),  Zuzana Gdovinová 4), Barbora Macková 1), Helena Žemličková 1)

 

 

Souhrn   Summary

 

V souboru 1903 kmenů z krve od pacientů se sepsí, zaslaných v průběhu roku 2005 mikrobiologickými laboratořemi do NRL pro antibiotika v rámci evropské surveillance antibiotické rezistence EARSS jako Escherichia  coli,  byly identifikovány tři kmeny Aeromonas hydrophila. Všechny tři kmeny sice produkovaly indol a rostly na krevním agaru v hemolytických koloniích připomínajících hemolytické E. coli, na rozdíl od tohoto druhu však produkovaly oxidázu a jevily další biochemické reakce svědčící o jejich příslušnosti do rodu  Aeromonas, respektive Aeromonas hydrophila komplex. Kromě běžných biochemických testů lze k předběžnému odlišení A. hydrophila od E. coli využít jejich charakteristického vzoru rezistence k některým beta-laktamovým antibiotikům. Zatímco divoké kmeny E. coli jsou citlivé ke všem beta-laktamovým antibiotikům, kmeny E. coli produkující beta-laktamázu TEM-1 jsou rezistentní k ampicilinu a  piperacilinu a citlivé ke kombinaci aminopenicilinu s inhibitorem beta-laktamázy (ampicilinu/sulbaktamu nebo amoxicilinu/klavulanové kyselině). Pro Aeromonas hydrophila je typická rezistence k ampicilinu, cefalotinu (a ostatním antibiotikům z 1. generace cefalosporinů)  a ke kombinaci aminopenicilinu s inhibitorem beta-laktamázy  v důsledku produkce chromozomální cefalosporinázy, která (na rozdíl od TEM- laktamáz) není inhibitory laktamáz  inhibována.

 

Three out of 1903 strains from the blood of patients with sepsis referred to NRL for Antibiotics by microbiological laboratories within the European Antimicrobial Resistance Surveillance System (EARSS) in 2005 as Escherichia  coli  were identified as Aeromonas hydrophila. Although all of the three strains produced indol and grew on blood agar in haemolytic colonies similar to haemolytic E. coli, they were also oxidase producers and showed biochemical reactivity specific for Aeromonas, more precisely the Aeromonas hydrophila complex. Apart from conventional biochemical tests, characteristic patterns of resistance to selected beta-lactam antibiotics  can be used in preliminary differentiation of A. hydrophila from E. coli. While wild E. coli strains are susceptible to all beta-lactam antibiotics, E. coli strains producing beta-lactamase TEM-1 are resistant to ampicillin and  piperacillin and susceptible to aminopenicillin with a beta-lactamase inhibitor (ampicillin/sulbactam or amoxicillin/clavulanic acid). Aeromonas hydrophila typically shows resistance to ampicillin, cefalotin (and other first generation cephalosporin antimicrobials)  and aminopenicillin with a beta-lactamase inhibitor due to the production of chromosomal cephalosporinase that (unlike TEM lactamases) is not inhibited by lactamase inhibitors.

 

 

 

NRL pro antibiotika Státního zdravotního ústavu Praha (NRL/ATB) shromažďuje údaje o antibiotické rezistenci u hlavních původců invazivních infekcí v České republice. V souladu s doporučením Světové zdravotnické organizace z roku 2000 je cílem této aktivity zjistit spolehlivé údaje o aktuálním stavu a trendech antibiotické rezistence jako základní a nepostradatelné  informace pro antibiotickou politiku státu [1].

 

Mezi druhy sledovanými v rámci evropské surveillance EARSS (European Antimicrobial Resistance Surveillance System) jsou také izoláty Escherichia coli z krve nebo mozkomíšního moku pacientů (http://earss.rivm.nl).  V průběhu roku 2005 bylo do NRL/ATB mikrobiologickými laboratořemi  zasláno v rámci EARSS celkem 1903 kmenů označených jako E. coli. U tří z těchto kmenů byl zjištěn vzor citlivosti k beta-laktamovým antibiotikům, který je pro E. coli neobvyklý. Tyto kmeny byly rezistentní k ampicilinu, avšak citlivé k piperacilinu, dále byly rezistentní ke kombinaci ampicilinu se sulbactamem a k cefalotinu. Kmeny rostly na krevním agaru v hemolytických koloniích a podobně jako hemolytické E. coli produkovaly indol, na rozdíl od E. coli avšak měly pozitivní oxidázovou reakci. Pomocí dalších biochemických testů byly tyto kmeny určeny jako Aeromonas hydrophila komplex. 

Rod Aeromonas zahrnuje celosvětově rozšířené obyvatele sladkovodních systémů, kteří se uplatňují zejména v souvislosti s onemocněním ryb. V chlorované vodě mohou tyto bakterie nejvýše perzistovat v nekultivovatelném stavu. Druhy významné pro onemocnění lidí jsou také nalézány na masných a mléčných produktech. Ze zhruba 15 druhů aeromonád jsou jen některé patogenní pro člověka. V této souvislosti se nejčastěji zmiňují druhy A. hydrophila, A. caviae a A. veronii. Tyto aeromonády se vyskytují jako původci gastroenteritidy i nejrůznějších mimostřevních infekcí, včetně infekcí ran různé závažnosti, bakteremických epizod  a sepsí, zejména u osob oslabených základním onemocněním (hematologická malignita, onemocnění jater). Kuriozní jsou infekce pacientů vzniklé jako důsledek přikládání pijavek. Druh A. hydrophila je řazen do Aeromonas hydrophila komplex s dalšími druhy A. bestiarum a A. salmonicida (s pěti poddruhy), ty jsou však příčinou lidských onemocnění velmi vzácně nebo vůbec [2].

 

Příčina rezistence k beta-laktamovým antibiotikům je u aeromonád a E. coli odlišná, a projevuje se odlišným fenotypem rezistence k dalším beta-laktamovým antibiotikům. Většina druhů aeromonád (s výjimkou A. trota) je rezistentní k ampicilinu (a současně k cefalosporinům 1. generace) v důsledku produkce chromosomálních beta-laktamáz, které nejsou inhibovány kyselinou klavulanovou (nebo jiným inhibitorem beta-laktamáz).

Aeromonády jsou schopny induktivně vytvářet tři chromozomální beta-laktamázy: cefalosporinázu ze skupiny 1, molekulární třídy C; penicilinázu ze skupiny 2d,  molekulární třídy D a  karbapenemázu ze skupiny 3a, molekulární třídy B (2). Při běžném vyšetření citlivosti lze produkci karbapenemázy (a tudíž potenciální neúčinnost léčby karbapenemy) nesnadno prokázat a proto v případě, že jsou karabapenemy použity v léčbě, je při vyšetření citlivosti zapotřebí použít vysoce koncentrované inokulum bakterií.

 

Na rozdíl od aeromonád přirozená populace E. coli nevytváří beta-laktamázy a je tudíž citlivá k ampicilinu (a k dalším beta-laktamům). Rezistence k ampicilinu, a současně také k piperacilinu, je nejčastěji způsobena produkcí TEM-1 beta-laktamázy, která je inhibována inhibitory beta-laktamáz.

 

Tabulka 1 ilustruje fenotypy antibiotické citlivosti nejčastěji se vyskytující u E. coli a u Aeromonas hydrophila. Tyto fenotypy jsou podloženy vlastními údaji NRL/ATB, podle kterých má v ČR zhruba  52 % E. coli izolovaných z krve nebo mozkomíšního moku divoký (citlivý) fenotyp citlivosti k antibiotikům  [htpp://szu.cem.cz (EARSS]).  Počátkem 90. let bylo v NRL/ATB vyšetřeno také 68 kmenů Aeromonas hydrophila ze sbírky dr. Evy Aldové, které byly všechny rezistentní k ampicilinu, a s výjimkou jednoho kmene také k ampicilinu /sulbaktamu a cefalotinu [3].

 
V tabulce 2 jsou uvedeny některé údaje o původu a minimální inhibiční koncentraci antibiotik u tří kmenů Aeromonas hydrophila, zaslaných v roce 2005 do NRL v rámci surveillance EARSS. U všech tří kmenů bylo MIC ampicilinu, ampicilinu/sulbaktamu a cefalotinu v rezistentní kategorii. K ostatním antibiotikům byly kmeny citlivé s výjimkou kmene 3 izolovaného z krve od pacienta s chronickým selháním ledvin, který byl rezistentní ke kyselině nalidixové a ve srovnání s kmeny označenými čísly 1 a 2 byl inhibován více než čtyřnásobně vyšší MIC ciprofloxacinu a kolistinu. 
 
Ve spolupráci s laboratořemi, v nichž byly kmeny izolovány, bylo pátráno po zdroji infekce, zejména v souvislosti s přírodní, neupravenou vodou. Podrobnější údaje o průběhu onemocnění pacientů byly získány u kmenů 1 a 2.
 
Kmen 1 byl opakovaně izolován z krve od moribundní pacientky s rozsáhlými dekubity, při čemž první izolace aeromonády byla pozitivní až za tři týdny po začátku hospitalizace. V druhé sérii hemokultur odebrané zhruba po 10 dnech při přetrvávajících septických teplotách byla opět prokázána A. hydrophila spolu se dvěma druhy acinetobakterů. Tato pacientka přes intenzivní léčbu antibiotiky zemřela. 
 
Kmen 2 byl izolován z krve pacienta, který utrpěl polytrauma po pádu do jámy, ve které pak několik hodin ležel. Příjmová diagnóza uváděla tento nález: exkoriace na hlavě v parietální oblasti a hemosinus vlevo, fraktura mandibuly, rozsáhlá rána dolního rtu a dutiny ústní, fraktura base pátého metatarzu a  kontuze ledvin. Pacient byl hospitalizován na chirurgickém oddělení, kde byla suturována rána na rtu.  Septický stav se vyvinul po dvou dnech hospitalizace, ze tří hemokultur byla izolována gramnegativní tyčka, později identifikovaná jako Aeromonas hydrophila. V dutině ústní a na dolním rtu se vytvořil absces, který byl vypuštěn a rána byla zadrénovaná. Absces mohl být primárním ložiskem sepse, hnis však nebyl odebrán ke kultivaci. Pacient byl léčen kombinací ampicilinu/sulbaktamu (1,2 g každých 8 hodin) a gentamicinu (400 mg každé 24 hodiny). Po dvou dnech této terapie nastalo zlepšení a po odeznění septického stavu byl pacient přeložen  pacient na ORL oddělení k dořešení fraktury mandibuly. Pacient byl posléze v dobrém stavu propuštěn do domácího ošetření. U tohoto pacienta mohla být po pádu do jámy infikována aeromonádami rána na rtu, neboť sepse vznikla do 48 hodin po hospitalizaci.
 
Nezbytnou podmínkou k získání spolehlivých údajů o antibiotické rezistenci je správná identifikace původců bakteriálních onemocnění na úrovni druhu. Charakteristický vzor citlivosti k antibiotikům (susceptibility pattern) může zkušenému mikrobiologovi pomoci při identifikaci izolátu, naopak jeho absence může poukázat na mylnou identifikaci kmene, případně přítomnost dalšího mikroba ve vyšetřovaném vzorku. Náhodný průkaz Aeromonas hydrophila v krvi tří pacientů se sepsí během jednoho roku ukazuje, že tyto bakterie mohou být příčinou závažných infekcí častěji, než se předpokládá.

 

Literatura

 

1.       WHO Global Strategy for Containment of Antimicrobial Resistance. World Health Organization, Geneva 2000.

2.       Abbott AL.  Aeromonas. In: Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, Pfaller MA, Yolken RH (eds.) Manual of Clinical Microbiology. 8th Edition. ASM Press, Washington DC. 2003, str. 701-705.

3.       Urbášková P, Schindler J, Aldová E, Nemec A. Antibiotic susceptibility of mesophilic aeromonads isolated in Czechoslovakia. Med Microbiol Lett 1993;2:152-158.

 

Pavla Urbášková 1) ,

Helena Skáčaniová2),

Eva Veselá4),  

Zuzana Gdovinová4),

Barbora Macková1),

Helena Žemličková1)

 

1)  Odborná skupina pro antibiotickou rezistenci a sbírka kultur, SZÚ – CEM

2) Pracoviště klinické mikrobiologie, Nemocnice Jihlava,

3) Pracoviště klinické mikrobiologie, Nemocnice Náchod,

4) Interní oddělení, Nemocnice Broumov.

 

 

 

Tabulka 1. Fenotypy antibiotické citlivosti E. coli a Aeromonas hydrophila.

 

Antibiotikum

E. coli

divoká populace

E. coli

producent laktamázy TEM-1

Aeromonas hydrophila

ampicilin

C

R

R

aminopenicilin/inhibitor*

C

C

R

piperacilin

C

R

C

piperacilin/tazobaktam

C

C

C

cefalosporin 1 generace**

C

c

R

 

·         *      ampicilin/sulbaktam nebo amoxicilin/klavulanová kyselina

·         **    cefalotin, cefazolin

·         C – citlivý; R – rezistentní; c - ve srovnání s divokou populací vyšší MIC nebo redukované inhibiční zóny, ale obvykle v citlivé kategorii

 

Tabulka 2.  Některé údaje o původu kmenů Aeromonas hydrophila komplex a jejich citlivosti na antibiotika. Rezistence k příslušným antibiotikům je zvýrazněna.

 

 

 

Aeromonas hydrophila komplex

 

 

kmen 1

kmen 2

kmen 3

pacient

pohlaví

žena

muž

muž

věk/roky

86

36

77

vzorek

krev

krev

krev

diagnoza

I67

S72

N18

lokalita

východní Čechy

jižní Morava

jižní Morava

kmen

datum příjmu do NRL/ATB

10.5.2005

4.10.2005

11.10.2005

číslo NRL/ATB

2100/05

4552/05

4716/05

minimální inhibiční koncentrace mg/l

 

 

ampicilin

> 64

> 64

> 64

ampicilin/sulbaktam

64

64

64

piperacilin

4

4

2

piperacilin/tazobaktam

4

4

2

cefalotin

>32

>32

>32

cefoxitin

4

4

4

cefotaxim

<= 0,25

<= 0,25

<= 0,25

ceftazidim

<= 0,25

<= 0,25

<= 0,25

cefepim

<= 0,25

<= 0,25

<= 0,25

meropenem

<= 0,125

<= 0,125

<= 0,125

ciprofloxacin

<= 0,032

<= 0,032

0,5

nalidixová kyselina

1

1

64

tobramycin

2

<= 0,25

0,5

amikacin

1

<= 0,25

0,5

gentamicin

0,5

<= 0,25

0,5

netilmicin

1

<= 0,25

0,5

tetracyklin

1

0,5

0,5

chloramfenikol

1

1

1

trimetoprim

2

2

1

ko-trimoxazol

2

4

4

kolistin

<= 0,25

<= 0,25

4

nitrofurantoin

2

2

2