Detection of antimicrobial resistance genes in beta-lactamase- and carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae by patient surveillance cultures at an intensive care unit in Rio de Janeiro, Brazil / Detecção de genes de resistência a antimicrobianos em Klebsiella pneumoniae produtoras de betalactamases e carbapenemases por culturas de vigilância de pacientes em uma unidade de terapia intensiva no Rio de Janeiro, Brasil

ABSTRACT Introduction: The increasing incidence of multi-resistant microorganisms has been considered a public health problem. One of the routines included in hospital practice is the screening of colonized and/or infected patients. Objective: The aim of this study was to evaluate the genetic variability and clonal relationships of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing K. pneumoniae, from surveillance cultures, at an intensive care unit, in Rio de Janeiro, Brazil. Material and methods: Seventy K. pneumoniae isolates were obtained from rectal swabs (March 2013 to March 2014). Antimicrobial susceptibility was assessed by VITEK 2 System. Resistant genes blaSHV, blaTEM, blaOXA-1, blaKPC, blaOXA-48, blaCTX-M-15, blaVIM, blaIMP and blaNDM were investigated by polymerase chain reaction (PCR); genetic diversity, by Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-PCR (ERIC-PCR). Results: Strains showed high resistance rates to cefepime (94%), ceftazidime (96%), ertapenem (61%), imipenem (54%) meropenem (43%) and ciprofloxacin (69%). The most prevalent genes were blaSHV (69%), blaTEM (63%), blaOXA-1 (60%), blaKPC (57%), blaCTX-M-15 (47%), blaOXA-48 (16%). Genes blaVIM, blaIMP and blaNDM were not detected. Twenty nine profiles of resistance genes were observed, with 23% carrying at least five genes. A great genetic diversity (68 ERIC profiles) was also observed among the strains. Conclusion: Although no clonal relationship was observed within the isolates, this study revealed alarming data on the antimicrobial resistance deficiently monitored for preventive purposes in Brazil. Our data allow us to conclude that the inclusion of surveillance cultures in health facilities is a recommended strategy aiming particularly at preventing the spread of resistance genes in the hospital environment and, consequently, reducing morbidity and mortality.

RESUMO Introdução: O aumento da incidência de microrganismos multirresistentes é considerado um dos principais problemas de saúde pública. Uma das rotinas incluídas na prática hospitalar é a busca de pacientes colonizados e/ou infectados. Objetivo: Avaliar a variabilidade genética e as relações clonais de K. pneumoniae produtoras de betalactamases de espectro estendido (ESBL) em culturas de vigilância de unidade de terapia intensiva (UTI) no Rio de Janeiro, Brasil. Materiais e métodos: Setenta isolados obtidos a partir de swab retal, (março/2013 a março/2014). O perfil de suscetibilidade a antibióticos foi avaliado pelo sistema VITEK 2. Foram pesquisados os genes de resistência: blaSHV, blaTEM, blaOXA-1, blaKPC, blaOXA-48, blaCTX-M-15, blaVIM, blaIMP e blaNDM pela reação em cadeia da polimerase (PCR). A diversidade genética foi avaliada por Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-PCR (ERIC-PCR). Resultados: Foram detectados altos percentuais de resistência a cefepime (94%), ceftazidima (96%), ertapenem (61%), imipenem (54%) meropenem (43%) e ciprofloxacino (69%). Os genes prevalentes foram: blaSHV (69%), blaTEM (63%), blaOXA-1 (60%), blaKPC (57%), blaCTX-M-15 (47%), blaOXA-48 (16%). Os genes blaVIM, blaIMP e blaNDM não foram detectados. Foram observados 29 perfis em relação aos genes de resistência, com 23% apresentando pelo menos cinco genes. Uma grande diversidade genética (68 perfis) foi observada entre as cepas. Conclusão: Embora não tenha sido observada relação clonal entre os isolados, este estudo revelou dados alarmantes quanto à resistência microbiana em monitoramento preventivo, abordagem ainda pouco adotada no Brasil. Nossos dados permitem concluir que a inclusão de culturas de vigilância nas unidades de saúde é uma estratégia recomendada, visando principalmente à prevenção da disseminação dos genes de resistência no ambiente hospitalar e, consequentemente, redução da morbimortalidade.

Methicillin- and vancomycin-resistant Staphylococcus aureus in health care workers and medical devices / Staphylococcus aureus resistentes a meticilina (MRSA) e vancomicina (VRSA) em profissionais da saúde e artigos médicos

ABSTRACT Introduction: Cross-contamination by Staphylococcus aureus among patients, professionals and medical supplies in health facilities is a constant concern, leading many researchers to study the prevalence of this pathogen in asymptomatic carriers. Objective: We investigated the colonization and the antimicrobial susceptibility profile of Staphylococcus spp. on surfaces of medical articles and in professionals from two basic health units in the city of Rio de Janeiro. Materials and methods: Seventy-nine samples resulted in 49 isolates which underwent phenotypic and molecular characterization by polymerase chain reaction (PCR) of coa, mecA and femA genes. Results: According to the phenotypes, the isolates were identified as S. aureus (n = 35, 71.42%) and coagulase-negative Staphylococcus (CoNS) (n = 14, 28.57%). Among these 14 isolates, 42.85% were methicillin-resistant coagulase negative Staphylococcus (MRCoNS). Among the 35 S. aureus, 31.42% were methicillin resistant (MRSA), and 2.8% were vancomycin resistant, characterized as VRSA. Sixty-eight percent were susceptible to methicillin (MSSA). Genes coa, femA and mecA were amplified from 75.51%, 71.42% and 30.61% of the isolates, respectively. After amplification of the mecA gene, 20.41% were characterized as MRSA, and 10.20% as MRCoNS. The vancomycin-resistant strain was characterized as VRSA after detection of the vanB gene. Conclusion: Our results show a higher frequency of MSSA and MRCoNS among S. aureus and CoNS respectively, colonizing devices and health professionals. However, the already described transfer of the staphylococcal cassette chromosome mec (SSCmec) from MRCoNS to MSSA may alter these results, increasing the frequency of MRSA strains. .

RESUMO Introdução: A contaminação cruzada por Staphylococcus aureus entre pacientes, profissionais e materiais de uso médico em unidades de saúde é uma preocupação constante, o que leva pesquisadores a estudar a prevalência desse patógeno em portadores assintomáticos. Objetivos: Investigamos a colonização e o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos de Staphylococcus spp. em superfícies de artigos médicos e em profissionais de duas unidades básicas de saúde no município do Rio de Janeiro. Materiais e métodos: Foram coletadas 79 amostras que resultaram em 49 isolados, submetidos à caracterização fenotípica e molecular por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR) dos genes coa, femA e mecA. Resultados: De acordo com os fenótipos apresentados, os isolados foram identificados como S. aureus (n = 35; 71,42%) e Staphylococcus coagulase negativa (CoNS) (n = 14; 28,57%). Destes 14 isolados, 42,85% foram Staphylococcus coagulase negativa resistentes a meticilina (MRCoNS). Dos 35 S. aureus, 31,42% foram resistentes a meticilina (MRSA). Uma cepa foi resistente a vancomicina e identificada como S. aureus resistente a vancomicina (VRSA) após a detecção do gene vanB. Sessenta e oito por cento foram suscetíveis a meticilina (MSSA). Os genes coa, femA e mecA foram amplificados em 75,51%; 71,42% e 30,61% dos isolados, respectivamente. Após amplificação do gene mecA, 20,41% foram classificados como MRSA e 10,20% como MRCoNS. Conclusão: Nossos resultados mostraram frequência maior de MSSA e MRCoNS entre S. aureus e CoNS, respectivamente, colonizando equipamentos e profissionais de saúde. No entanto, a já descrita transferência do cassete cromossômico estafilocócico mec (SSCmec) de MRCoNS para MSSA poderia alterar esses resultados, aumentando a frequência de cepas MRSA. .