Carbapenemasas KPC en Enterobacteriaceae aisladas en un Hospital de Maracaibo, Venezuela / KPC Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae isolated in a Maracaibo’s Hospital, Venezuela

Los antibióticos carbapenemes representan generalmente los últimos recursos para el tratamiento de infecciones asociadas a los servicios de salud producidas por bacterias Gram negativas multiresistentes. Es preocupante que esta situación esté siendo amenazada en todo el mundo por la aparición de cepas con resistencia a estos antibióticos debido a la producción de Carbapenemasas. Observando este panorama, se caracterizaron tanto fenotípica como genotípicamente las cepas de Enterobacteriaceae productoras de Carbapenemasas tipo KPC aisladas en un Hospital de la región Zuliana, durante 2009 a 2013. Fueron detectadas 423 cepas de Enterobacteriaceae resistentes a los carbapenemes debido a la producción de estas enzimas (36,29%). Los pacientes más afectados fueron adultos de sexo masculino procedentes de la Unidad de Terapia Intensiva. El sitio de colonización más frecuente fue el tracto respiratorio, mientras que el estado de portador rectal fue poco frecuente. Las KPC fueron detectadas principalmente en K. pneumoniae, K. oxytoca, E. coli y E. cloacae, siendo multidrogo-resistentes y extensamente drogo-resistentes. La mayoría de los métodos fenotípicos utilizados permitieron confirmar la presencia de Carbapenemasas y la detección del gen blaKPC confirmó que las carbapenemasas que circulan en cepas de Enterobacteriaceae de nuestra región son del tipo KPC.

Carbapenems have generally been considered the pharmacotherapy of last resort for managing infections associated with health services caused by multidrug-resistant gram-negative bacteria. However, it is worrisome that this situation is being threatened worldwide with the appearance of bacterial strains that resist these antibiotics due to the production of novel b-lactamases with direct carbapenem-hydrolyzing activity (carbapenemases). This study was performed to characterize KPC carbapenemase-producing Enterobacteriaceae isolated from a hospital in the Zulia region during 2009-2013 in terms of their geno- and phenotypes. KPC carbapenemase production was detected in 423 strains of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (36.29%). The most affected patients were male adults from the intensive care unit. The most common site of colonization was the respiratory tract, while rectal carrier status was rare. These KPC carbapenemases were detected mainly in K. pneumoniae, K. oxytoca, E.coli and E. cloacae. Most isolates showed multidrug-resistance and an extensively drug-resistant phenotype. The majority of the phenotypic methods were effective for the detection of KPC producers in Enterobacteriaceae isolates and the presence of blaKPC gene confirmed that the Carbapenemase circulating in Enterobacteriaceae strains in this region are the KPC type.

Evaluación de diversos métodos fenotípicos para la detección de carbapenemasas KPC en Klebsiella pneumoniae / Evaluation of phenotypic methods for the detection of KPC carbapenemases in Klebsiella pneumoniae

Se investigó el desempeño de diversos métodos fenotípicos para la detección de carbapenemasas KPC en 44 aislamientos de Klebsiella pneumoniae con sensibilidad disminuida a los carbapenems, 30 productores y 14 no productores de KPC. Se determinó la sensibilidad a imipenem, meropenem y ertapenem por dilución en agar y difusión por discos. Se evaluaron los siguientes métodos fenotípicos: sinergia entre discos de carbapenems y discos con los inhibidores amoxicilina/ácido clavulánico (AMC ) y ácido aminofenilborónico (APB); inhibición por "discos combinados" (según una técnica de predifusión diseñada a tal fin en nuestro laboratorio), comparando el efecto de los carbapenems solos o asociados con los inhibidores mencionados; y el test de Hodge modificado, para el cual se propone una lectura cuantificada. El método de Hodge detectó todos los aislamientos KPC positivos con los tres carbapenems evaluados, mientras que fue negativo para todos los aislamientos KPC negativos con imipenem y meropenem, y produjo dos resultados falsos positivos con ertapenem. Cuantificando la lectura de este método se pudieron discriminar objetivamente los resultados verdaderos positivos (≥ 8 mm) de los falsos positivos (< 5 mm). Se observó sinergia entre carbapenems y APB con todos los aislamientos KPC positivos, aunque esto requirió ajustar la distancia entre discos. En los aislamientos KPC negativos no se observó sinergia entre carbapenems y APB. Empleando el método con discos combinados con imipenem o meropenem más APB se detectaron la mayoría de los aislamientos KPC positivos y no se observaron falsos positivos. Por el contrario, las combinaciones carbapenem más AMC no fueron sensibles ni específicas.

We evaluated phenotypic methods for the detection of KPC carbapenemases in 44 clinical isolates of K. pneumoniae having reduced susceptibility to carbapenems, 30 of which were KPC-positive and 14 KPC-negative. Both the agar dilution and disk diffusion methods were performed for imipenem, meropenem and ertapenem. The following phenotypic methods were assayed: the double disk synergy test, using boronic acid or clavulanic acid as inhibitors, "combined" disks of carbapenem plus inhibitor (boronic acid, clavulanic acid and both boronic plus clavulanic acid), by using a pre-diffusion technique and the modified Hodge test. The double disk diffusion test using boronic acid could detect all KPC-positive isolates, but adjustment of disk distance was necessary for achieving such performance. The simulation of combined disks by our pre-diffusion technique detected all KPCpositive strains for all 3 carbapenems when using boronic acid as inhibitor, clavulanic acid was less susceptible and specific as compared with boronic acid. The modified Hodge test using any carbapenem was clearly positive for all KPC-producing isolates. This test was negative for all KPC-negative strains when imipenem or meropenem were used, but 2/14 isolates yielded a weak positive result when using ertapenem. By measuring the enhanced growth of E. coli ATCC 25922 observed in this test, we could objectively discriminate true-positive (≥ 8 mm) from false-positive results (< 5 mm). Our results show that the use of phenotypic methods is effective for the rapid detection of KPC producers in K. pneumoniae isolates with reduced susceptibility to carbapenems.

Diseminación de enterobacterias productoras de carbapenemasas tipo KCP en Venezuela / Spread of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae type KCP in Venezuela

La resistencia a carbapenems en la familia Enterobacteriaceae constituye un problema creciente a nivel mundial, siendo el mecanismo de mayor impacto clínico, epidemiológico y microbiológico, la producción de serino-carbapenemasas KPC. Investigar la presencia de carbapenemasas tipo KPC en aislados de Enterobacterias resistentes a carbapenems, provenientes de diversos centros de salud a nivel nacional, durante el período mayo 2010 - junio 2011. En esta investigación se analizaron 91 aislados de Enterobacterias: K pneumoniae (48), E. cloacae (30), E. aerogenes (4), E. coli (2), C. koseri (1), C. freundil (6), con resistencia a carbapenems provenientes de 14 centros de salud. La susceptibilidad antimicrobiana se evaluó siguiendo los criterios de la CLSI 2011. La detección fenotípica de carbapenemasas se realizó mediante el test de Hodge modificado y evaluando la sinergia con el ácido 3-aminofenilborónico 300 µg/disco. Se realizó el Test de Hodge "doble modificado" a los aislados de Enterobacter y Citrobacter. La detección genotípica de carbapenemasas se llevó a cabo mediante PCR utilizando iniciadores para el gen blaKPC. Todos los aislados presentaron a los deinhibición < 22 mm para meropenem y ertapenem. El 95% de los aislados resultaron positivos para el test de Hogde modificado, el test con ácido borónico, y para el gen blaKPC. En el test de Hodge "doble modificado", se observó 100% de positividad. La resistencia a carbapenems mediada por Carbapenemasas KPC, se ha incrementado en los últimos años en el país y el carácter plasmídico de estas enzimas les permite su fácil diseminación entre diversos géneros de Enterobacterias.

Resistance to carbapenems is the family Enterobacteriaceae is a growing problem around the world, being production of KPC serino-carbapenemase, the mayor impact clinical, epidemiological and microbiological mechanism. To investigate the presence of KPC carbapenemases in isolates of Enterobacterias resistant to carbapenems, from various health centers nationwide, during the period May-2010 June 2011. In this study were analyzed 91 Enterobacterias isolates: K. pneumoniae (48), E. cloacae (30), E. aerogenes (4), E. coli (2), C. koseri (1), C. freundii (6), with resistance to carbapenems from 14 health centers. Antimicrobial susceptibility was evaluated according to the criteria of the CLSI 2011. Phenotypic detection of carbapenemases was performed by Modified Hodge Test and it was evaluated the synergy with the 3-aminophenylboronic 300 µg/disc. Test were done with "double Modified" Hodge to Enterobacter and Citrobacter isolates. Genotypic detection of carbapenemases was performed out by using PCR primers for the gene blaKPC. All isolated showed inhibition zones <22 mm for meropenem and ertapemen. The 95% of the isolates were positive for Hogde Modified Test, test with boronic acid, and to blaKPC gene. By performing "Double Modified" Hodge`s essay , we observed a 100% of positivity. Resistance to carbapenems mediated by KPC carbapenemases has increased in the last few years in the country, and plasmidic characterization of these enzymes allows easily dissemination among different genera of Enterobacteriaceae.