Лечение
Stenotrophomonas maltophilia

Burkholderia cepacia complex

Achromobacter xylosoxidans

Без применения триметоприм-сульфометаксозола

Перевод презентации Dr Iain Abbott
Infectious Diseases & Microbiology Advanced Trainee
Alfred Hospital, Melbourne
Август, 2013

Скачать оригинал публикации Некоторые проблемные грам-негативные неферментирующие бактерии (презентация)
Классификация

S. maltophilia

Первоначально отнесена к роду Pseudomonas, затем к Xanthomonas, и затем классифицирована как Stenotrophomonas.

B. cepacia complex

— Относится к роду Pseudomonas.

— Род состоит из, по крайней мере, 17 геномных вариантов.
— У пациентов с МВ наиболее часто встречаются B. multivorans (II) и B. cenocepacia (III)
— Наблюдаются различия в вирулентности

• После пересадки легких отмечается высокая смертность пациентов, инфицированных B. Cenocepacia

A. xylosoxidans

— Изначально отнесена к роду Achromobacter, затем классифицирована как Alcaligenes, и впоследствии вновь отнесена кAchromobacter.

— Род включает 6 видов бактерий.

— Ближайший родственник Bordetella.

 

Эпидемиология и пути заражения

  • Повсеместно встречаются в природе (Найдены в воде, в почве, в ризосфере, в и на растениях
  • Распространены во всем мире
  • Онкологические пациенты (MDACC1)
  • S. Maltophilia занимает пятое место в списке наиболее часто изолируемых грамм-негативных бактерий
    (встречаемость увеличилась с 2% в 1986 году до 7% в 2002 году)
  • Бактериемия в Тропической Австралии (2000-2010; n= 4536)2

-S. Maltophilia : 74 (1.6%)

-B. Cepacia – не упоминается

— Achromobacter spp.: 10 (0.2%)

  • В отличие от B. Cepacia комплекса, пути заражения пациентов S. Maltophilia и А. xylosoxidans не уточняются.

— В некоторых случаях сообщается, что имела место перекрестная передача инфекции между пациентами 3,4

1. CID (2007) 45;1602-9
2. Diag Micro Infect Dis (2013) 75;266-270
3. Eur J Clin Microbiol Infect Dis (2011) 30:973 –980
4 Int J Hygiene Environ Health (2009) 212:330-337

B. cepacia – причина «луковой гнили».

Эпифитные бактерии Stenotrophomonas бактерий может также изменить свойства поверхности листьев, на которых они обитают. Schreiber с соавторами продемонстрировали, что С. Maltophilia может увеличить проницаемость для воды кутикулы лавровишни, что, в свою очередь должно увеличить наличие воды и растворенных соединений в филлосфере (среде на поверхности листьев, где обитают бактерии), тем самым улучшая экологические условия роста бактерий. Молекулярный механизм ( или механизмы ), ответственные за наблюдаемые эффекты , пока неизвестны, однако , было предложено что за этот процесс могут быть ответственны внеклеточные ферменты, которые разрушают полимеры листьев (Nat Rev Microbiol (2009) 7:514-525)

С. maltophilia также могут быть способны защищать себя от простейших, которые обитают в почве и питаются бактериями, что дает этим бактериям дополнительное преимущество перед другими бактериями. Геном изолированных из внешней среды С. maltophilia R551 -3 содержит кластер из шесть генов ( Stemr_2139 -44) , который отсутствует у С. maltophilia вида K279a. rebA–C гены кодируют так называемые R-тельца (в цитоплазме бактерий), которые являются токсичными для чувствительных видов Paramecium, рода одноклеточных простейших инфузории , которые живут в пресноводной среде.
Подобные rebA–C и rebB кластеры генов найдены у Xanthomonas axonopodis и Shewanella denitrificans, эти белки могут играть роль в защите бактерий от хищных простейших, обитающих в ризосфере.

Использование в биотехнологиях Stenotrophomonas SPP является перспективным для сельского хозяйства, применение Stenotrophomonas SPP . может привести к повышению урожайности культур и может улучшить рост растений на низкокачественных почвах. Например, наблюдали до 180% улучшения роста пшеницы, помидор, салата, сладкого переца, дынь , сельдерея и моркови в сильно засоленных почвах Узбекистана. Применение Stenotrophomonas SPP . также перспективно для биоремедиации и фиторемедиации (био- и фито-очистке) почв, так как эти бактерии могут метаболизировать широкий спектр органических соединений , присутствующих в ризосфере, в том числе фенольных соединений, которые содержатся в экссудате корней растений. С. maltophilia может разлагать паранитрофенол и хлорфенол, полициклические ароматические гидрокарбонатные производные селена, бензол, толуол, этилбензен и ксенобиотики. Эти широкие метаболическими способности могли бы обеспечить защиту растений от фитотоксического эффекта этих соединений. Stenotrophomonas SPP.
может повысить продуктивность растений несколькими путями, включая синтез гормона роста растений -индол- 3-уксусной кислоты (МАА), путем фиксации азота, и окисления элементарной серы, которое, в свою очередь, обеспечивает сульфат для растений.

Клиническое значение

  • Не опасна для здоровых
  • Важный патоген для

— пациентов с муковисцидозом

— пациентов с ослабленным иммунитетом

  • Внутрибольничные инфекции из загрязненной окружающей среды

— Лекарственные препараты, небулайзеры, диализная жижкость, солевые растворы, дезинфекторы, жидкость для контактных линз

  • Может быть причиной различных заболеваний

-Бактериемия, пневмония, менингит, инфекции мочевыводящей системы и др.

  • Может продуцировать биопленки и выживать внутри них

Ультраструктурный анализ Stenotrophomonas maltophilia на пластиковой поверхности.

  1. В сканирующем электронном микроскопе показана прочная адгезия штамма SMDP92 к пластиковой поверхности.
  2. (B) структуры, напоминающие жгутики, кажется, торчат и соединяют бактерии между собой и бактерии и пластик
  3. В дополнение жгутикоподобным нитям при высоком разрешении видны тонкие фибриллярные структуры, с помощью которых бактерии прикрепляются к небиологической поверхности

 

Муковисцидоз

• Традиционные постоянно встречаемые бактерии при МВ

P. aeruginosa : 60 -80%

MSSA: 30 –60%

• Снижение заболеваемости

B. cepacia complex: 3–5%

• Увеличение заболеваемости

S. maltophilia: 4–15%

A. xylosoxidans: 3–8%

Нетуберкулезные микобактерии: 5 –13%

MRSA: 17.2% (в США)

• Франция, региональный центр МВ

5315 образцов мокроты, 300 пациентов

P. aeruginosa: 59%

S. maltophilia: 18.9%

B. cenocepacia : 13.8%

A. xylosoxidans : 6.9%

– Обычные коинфекции

• B.cepacia в Австралии и Новой Зеландии

116 зараженных пациентов

B . multivorans : 29.3%

• B. Cenocepacia : 45.7%

Не зафиксировано перекрестной передачи

J Cyst Fibro (2009) 8;386-391

JAC (2010) 65;1853-1861

Eur J Clin Micro Infect Dis (2011) 30:973 -980

Res Micro (2008) 159;194-199

Колонизация синегнойной палочкой или золотистым стафилококком в период между 1985 и 2005 остаются стабильными
(От 77 до 82%, р = 0,159; 54 до 47%, р = 0,108, соответственно).

Снижается заболеваем.негнойной палочки встречается в 9,6% -19,2% случаев, среди B.Cepacia — в 70,3%, А. xylosoxidans в 37,3% и С. maltophilia в 27,4% случаев.

Микробиология

• Аэробные

• Неферментирующие грамм-негативные бактерии

• Подвижные

• Каталаза-позитивные

• Оксидаза-позитивные
— исключая S. Maltophilia (Оксидаз позитивна в 20%)

• Индол-негативные

• H2S негативные

• Уреаза-негативные

 

• Потенциально все могут быть неверно идентифицированы

Pseudomonas spp.
S. maltophilia
Burkholderia spp
Achromobacter spp.

Автоматическая идентификация на оборудовании:
API 20 NE; VITEK — 2

— слабое или нетоное определение

— Трудности с образцами, полученными от МВ-пациентов

MALDI -TOF MS

— Опубликованные отчеты свидетельствуют о качественных результатах идентификации всех трех организмов, включая изолированных от МВ-пациентов

 

JCM (2001) 39;3942-3945
JMM (2009) 58;596-605
JCM (2012) 50;2034-2039

 


From Ref: AAC (1998)32:276-278.  JCM (2005)38:194-199.   IJAA (2009)34:111-120. AAC (2013)57:603-605

S. maltophilia: Механизмы резистентности

Категория Механизм резистентности На какие антимикробные препараты воздействует
Бета-лактамазы Два типа хромосомно-индуцируемых

β-лактамаз

:

-L1 (класс B) MBL;

L2 (класс A) серин

Плазмида ESBL

-TEM-2 пенницилиназа; CTX-M

Гидролиз всех β-лактамов

 

Эффлюкс-системы Мультилекарственные эффлюкс-системы —

SmeDEF; SmeABC; SmrA

Резистенность к тетрациклинам, хлорамфениколу, эритромицину и фторхинолонам
Ферментные модификации Аминогликозид-модифицирующие ферменты Резистентность к аминогликозидам
Изменения в наружной мембране Фосфоглюкомутазы (SpgM) Аминогликозиды, полимиксин В, фторхинолоны
Направленные модификации генома Защита ДНК-гиразы и топоизомеразы (Smgnr);
Класс 1 интегронов
(Sul1 & Sul2)
Резистентность к фторхинолонам и триметоприм-сульфометоксазону

S. maltophilia: Чувствительность к антимикробным препаратам.

Антибиотик Чувствительность InVitro Детали
Триметоприм-сульфаметоксазол >90%

 

Бактериостатик. Необходимы высокие дозы (ТМП>=15 мг/кг).

Более низкая чувствительность наблюдается у пациентов с МВ

 

Тикарциллин + Клавулановая кислота От 45.3 до >70% Бактериостатик.

Клавулановая кислота ингибирует acid inhibits L2 β-лактамазы. Сообщается также об эффективности комбинации Азтреонам + КК

Новые фторхинолоны (например, моксифлоксацин) От 85 до >95% Бактерицидное действие. Улучшает эффективность ципрофлоксацина. Наблюдается эффективность и после приема антибиотиков, эффективен в отношении биопленок.
Производные тетрациклина (миноциклин, тигециклин) От 66,7 до 100% Небольшой опыт клинического применения. Чувствительность может быть переоценена
Колистин От 62,5 до 79% Переменная активность. Неверная оценка чувствительность может быть произведена при применении методики Etest.
Цефтазидим 0-53% Наблюдается некторая активность in vitro. Клинический успех может быть достигнут при применении в комбинации с другими антибиотиками.
Хлорамфеникол 11,5-81,5% Некоторая активность in vitro

Exp Rv Anti Infect Ther (2011) 9:471-488
Micro Drug Res (2012) 18;396-401

S. maltophilia: Взаимодействие антибиотиков

Комбинации антибиотиков значительно более эффективны, чем монотерапия при in vitro моделировании инфекционного процесса с Stenotrophomonas maltophilia

Антимикробная чувствительность Stenotrophomonas maltophilia и синергия антибиотиков исследовалась в изолятах, полученных от пациентов с МВ

Наблюдается синергия при сочетаниях колистина, рифампицина и триметоприм / сульфаметоксазола при воздействии на бактерии с множественной лекарственной устойчивостью

• In vitro фармакодинамическая инфекционная модель

— Триметоприм-сульфаметоксазол + цефтазидим + ципро + гентамицин + тобрамицин

• Единичные случаи / серии наблюдений

— Триметоприм-сульфаметоксазол + цефтазидим + ципро + амикацин + тобрамицин

— Триметоприм-сульфаметоксазол+ Тикарциллин- Клавулановая кислота и азтреонам

• Анализ времени гибели бактерий

— Левофлоксацин + меропенем

• Без Триметоприм-сульфаметоксазола

— Ципро+ Тикарциллин- Клавулановая кислота+цефтазидим

• In vitro изучение

— Триметоприм-сульфаметоксазол + колистин

— Колистин + рифамицин

Изучение у пациентов с МВ, in-vitro взаимодействие

— Триметоприм-сульфаметоксазол +

Тикарциллин- Клавулановая кислота + пиперациллин-тазобактам

— Ципро+ Тикарциллин- Клавулановая кислота+ пиперациллин-тазобактам

— Доксициклин+ Тикарциллин- Клавулановая кислота

Diag Micro Infect Dis (2005) 51;39-43
Diag Micro Infect Dis (2010) 67;297 -300
Diag Micro Infect Dis (2002) 44;259-263
AAC (2004) 48;168-171BMT (2010) 45;1109-1110
JAC (2008) 62:889-894

B.Cepacia Механизмы резистентности

Категория Механизм резистентности На какие антимикробные препараты воздействует
Бета-лактамазы Хромосомный, индуцируемый класс

Ambler class C (PenA); и другие (Ambler class A + D)

 

β-лактамы

 

Эффлюкс-системы RND family efflux transporter (активный отток токсичных веществ и антибиотиков из клетки, бактерии выкачивают токсичные для них вещества с помощью специальных клеточных насосов – WIKI, прим. перев.) Аминогликозиды, ципрофлоксацин, триметоприм, хлорамфеникол
Ферментные модификации Аминогликозид-модифицирующие ферменты, дегидрофолат редуктазы Резистенность к аминогликозидам, триметроприму
Изменения в наружной мембране Непроницаемость клеточной стенки
Направленные модификации генома Изменения в пенициллин-связывающих протеинах, мутации в области, ответственной за устойчивость к хинолонам (gyrA & parC)

 

Резистентность к фторхинолонам и триметоприм-сульфометоксазону

AAC (2008) 52;1201-1203
J Biol Chem (2013) 28;19090-102
J BiolChem (2013) 28;19090-102
Nat Rev Microbiol (2005) 3:144 -156
J Med Microbiol (2010) 59;679-689

B. Cepacia: Чувствительность к антимикробным препаратам

Антибиотик Чувствительность InVitro Детали
Триметоприм-сульфаметоксазол 0-90,7%

 

Наблюдается рост резистентности у МВ пациентов
Цефтазидим От 23 до >97,3% К другим цефалоспаринам наблюдается резистентность
Тикарциллин + Клавулановая кислота

Пиперациллин — тазобктам

От 15,6 до >97,3% Чувствительность различна для различных лекарств. Нет точных данных о резистентности к тазобактаму
Меропенем От 26 до 100% Минимальная активность имипенема+дорипенема
Колистин От 62,5 до 79% Переменная активность. Неверная оценка чувствительность может быть произведена при применении методики Etest.
Фторхинолоны 5,5-71,4% Минимальная активность, легко развивается резистентность
Хлорамфеникол 11,5-81,5% Некоторая активность in vitro
Моноциклин, тигециклин 5,5-44,4% Нет точных данных по чувствительности к тигециклину. Минимальная ингибирующая доза (90) = 4

J Micro Immunol Infect (2001) 34;215-9
Int J Antmicrob Agents (2005) 25;95-109
AAC (2007) 51:1085-88
Microb Drug res (2012) 18;296-201
Int J Antimicrob Agent (2009) 33;394-404
Diag Micro Infect Dis (2011) 70;260-266

B. Cepacia: Взаимодействие антибиотиков

  • Спорные данные
  • По данным Gibson et al (Am J Resp Crit Care 2003)

— 57% изолятов не чувствительны к комбинациям

— Наиболее активные комбинации Меропенема, плюс, по крайней мере, один из следующих антибиотиков: миноциклин, амикацин, цефтазидим

— Рекомендуется лабораторная проверка чувствительности

  • По данным Aaron et al (Lancet 2005)

Проведено рандомизированное, двойное слепое клиническое исследование. Показано, что комбинированная терапия антибиотиками не улучшала бактериологических и клинических результатов.

  • По данным Zhou et al (AAC 2007)

— Наиболее активна комбинация миноциклина, меропенема и цефтазидима

— синегрия антибиотиков наблюдается редко

Протестировано 2621 штаммов Burkholderia cepacia, изолированных от 1257 больных муковисцидозом. Миноциклин , меропенем и цефтазидим были самыми активными, ингибирование достиагалось в  38 %, 26% , и 23 % штаммов соответственно. Синергия  отмечалась редко (в диапазоне от 1 % до 15 % штаммов на комбинацию антибиотиков)

В работе Gibson RL et.al (Am J Respir Crit Care Med 2003;168:918–25 исследовали совместное действие антибиотиков, использовали две комбинации препаратов. Обнаружено, что 57% изолятов были резистентны ко всем исследуемым комбинациям. Наиболее эффективны были комбинации моноциклина и хлорамфеникола (чувствительны 49% изолятов), и хлорамфеникола с цефтазидимом (26% изолятов чувствительны). Множественные комбинации лекарств также были исследованы. Установлено, что для всех изолятов может быть найдена одна, две или три комбинации лекарств, к которым они имеют чувствительность. Наиболее активные комбинации представлены в следующей таблице. Большинство активных комбинаций включают меропенем. К сожалению, не было возможности предсказать,Таким образом, при подборе терапии необходимы предварительные исследования комбинаций препаратов in vitro.

В исследовании Huang CH et.al (J Microbiol Immunol Infect 2001;34:215–9) показано, что хинолоны обладают переменной активностью, и к ним легко развивается резистентность.

Только в одном рандомизированном контролируемом исследовании было проведено изучение вопроса о том, действительно ли результаты лечения при обострении МВ будут лучше, если определять чувствительность к комбинации антибиотиков и выбирать лучшую комбинацию, чем определять чувствительность раздельно к каждому антибиотику. Результаты этого клинического исследования были неутешительными: лечение, основанное на применении антибиотиков, к которым определена чувствительность в комбинации были не лучше, чем при применении антибиотиков, к которым чувствительность определялась традиционным раздельным способом.

Исследование чувствительность к комбинации антибиотиков у пациентов с МВ в качестве рутинного метода может быть дорогостоящим, и может не быть полезным, так как нет четких доказательств того, что регулярное проведение тестов на чувствительность к комбинации препаратов улучшит клинические результаты лечения.

Цефтазидим, меропенем и пенициллины, главным образом пиперациллин, каждый в отдельности или в комбинации, могут применяться как альтернативная схема лечения, в которой не используется ко-тримоксазол.

lancet (2005) 366:463–71
AAC (2007) 51:1085-88
Am J Resp Crit Care Med (2003) 168:918-25

A.xylosoxidans Механизмы резистентности

Категория

Механизм резистентности

На какие антимикробные препараты воздействует
Бета-лактамазы Оксациллиназы OXA114, OXA243 OXA2

Цефалоспориназы

β-лактамы

 

Эффлюкс-системы Мультилекарственный эффлюкс-насос РНК-типа

AxyABM (выводит цефалоспорины из клетки) и AxyXY – OprZ (обеспечивает устойчивость к карбапенемам)

Уменьшается минимальная ингибирующая концентрация цефалоспоринов (кроме цефепима), азтреонама, фторхинолонов, хлорамфеникола. Изначальная устойчивость к аминогликозидам, удаление цефепима из клетки, карбапенемов, некоторых фторхинолонов, тетрациклинов и эритромицина
Ферментные модификации Аминогликозид-модифицирующие ферменты, AAC(6’) — Ib and aadA1 Аминогликозиды

J Cystic Fibrosis (2013) 12;170-176
AAC (2013) 57;603-605
AAC (2011) 55;4912-4914
Curr Microbiol (2012) 65;673-678

A.xylosoxidans Антимикробная чувствительность

Отмечается некоторая синергия антимикробных средств, включая комбинации хлорамфеникола-миноциклина (активность в 35% случаев), ципрофлоксацина-имипенема (27%) и ципрофлоксацина-меропенема (23%).

Антибиотик Чувствительность InVitro
Триметоприм-сульфаметоксазол 0-92%
Цефтазидим (к другим цефалоспоринам, включая цефепим – резистентность) От 45 до >84,7%
Тикарциллин + Клавулановая кислота

Пиперациллин — тазобктам

От 40 до 100%
Карбапенемы От 52 до 100%
Колистин От 28 до 70,1%
Фторхинолоны 0-40%
Хлорамфеникол 22%
Моноциклин, тигециклин 44-51%

AAC (1988) 32;276-278
JCM (2001) 39;3942-3945
JAC (2004) 54;1057-1061
Int J Antmicrob Agents (2005) 25;95-109 

Diag Micro Infect Dis (2005) 51;215-218
J Micro ImmunolIn fect (2005) 38;194-199
Microb Drug Res (2012) 18;396-401

(TMP-SMX — триметоприм-сульфаметаксозол)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

Пиперациллин, пиперациллин-тазобактам и карбапенем наиболее эффективны против А. xylosoxidans.

Профиль чувствительности Achromobacter SPP к противомикробным препаратам показывает, что эта бактерия часто мультирезистентна, в том числе к фторхинолонам, аминогликозидам и к большинству лактамных антибиотиков широкого спектра действия. Поэтому лечение этой инфекции должно проводиться с учетом ее чувствительности  к антибиотикам в каждом отдельном случае.

Некоторые авторы считают, что при серьезных инфекциях  необходима комбинированная терапия, и что при исследованиях in vitro наблюдали синергизм или аддитивное действие для комбинации пиперациллина-гентамицина, хлорамфеникола-миноциклина и ципрофлоксацина-имипенема

Заключение

  • S. maltophilia, B.cepacia и A.xylosoxidans удивительные  организмы, которые могут успешно жить в агрессивных средах
    — В том числе выдерживать лечение антибиотиками
  • Широкое применение фторхинолонов, аминогликозидов и бета-лактамов широкого спектра действия создало идеальную свободную экологическую нишу для этих условно-патогенных микроорганизмов
  • Совместное инфицирование с Pesudomonas, межвидовые взаимодействия  и существование внутри биопленок создало уникальные терапевтические проблемы
  • Для успешного лечения этих неферментирующих бактерий требуется глубокое понимание микробиологических аспектов и антимикробной чувствительности