Resistência aos antimicrobianos e diversidade genética de variantes fenotípicas de Pseudomonas aeruginosa não sensíveis aos carbapenêmicos recuperadas de pacientes com fibrose cística com infecção pulmonar crônica: uma análise temporal / Antimicrobial resistance and genetic diversity of phenotypic variants of carbapenem non susceptible Pseudomonas aeruginosa recovered from patients with cystic fibrosis with chronic lung infection: a temporal analysis

Pseudomonas aeruginosa, bactéria ubíqua e versátil, pode se comportar como um patógeno oportunista, com ampla capacidade adaptativa, por múltiplos fatores de virulência e resistência. Como agente patogênico nas infecções pulmonares em pacientes com fibrose cística (FC), é motivo de prognóstico ruim, aumento de hospitalizações e altas taxas de morbimortalidade, sendo quase impossível a sua erradicação, ao evoluírem para a cronicidade. Globalmente, é notável o aumento nos índices de amostras não sensíveis aos carbapenêmicos e a múltiplos antimicrobianos, essenciais à terapêutica. Assim, avaliamos temporalmente a susceptibilidade aos antimicrobianos e a presença de amostras hipermutáveis (HPM) em P. aeruginosa de diferentes morfotipos, não sensíveis aos carbapenêmicos (PANSC), obtidas de pacientes FC com infecção pulmonar crônica, acompanhados em dois centros de referência no Rio de Janeiro. De 2007 a 2016, a análise retrospectiva, através dos resultados obtidos no teste de disco-difusão (TDD), permitiu selecionar amostras de PANSC incluídas neste trabalho. Usando os resultados obtidos no TDD, foi definida a susceptibilidade a outros antimicrobianos, bem como os fenótipos de resistência, multi-(MDR), extensivo-(XDR) e pandroga resistentes (PDR). Adicionalmente, determinou-se a concentração inibitória mínima (CIM) para imipenem (IPM), meropenem (MEM), doripenem (DOR) e polimixina (POL). Através de teste fenotípico, foi calculada a frequência de mutação espontânea e as amostras hipermutáveis foram caracterizadas. O sequenciamento de genoma total (SGT) foi realizado em seis amostras de diferentes morfotipos, incluindo uma variante fenotípica rara, a small colony variant (SCV). Essas amostras foram recuperadas em dois episódios de exacerbação do paciente. Foram investigadas a clonalidade, resistência a antimicrobianos e virulência. Das 143 amostras, de 18 pacientes (9 pediátricos e 9 adultos), os resultados do TDD apontaram taxas de não susceptibilidade superiores a 44% para gentamicina, amicacina, tobramicina e ciprofloxacina, e maiores de 30 % para POL. Pela determinação da CIM, quase a totalidade (96%) das amostras foram não sensíveis a IMP, seguidos de 56% para MEM e 44% para DOR. Analisando-se a distribuição dos valores da CIM50 e CIM90 nos dois grupos de pacientes, os valores para IMP foram maiores entre as amostras dos pacientes pediátricos, equivalendo a 32 µg/mL e 64 µg/mL, respectivamente. Cerca de 25%, 37% e 6% eram MDR, XDR e PDR, respectivamente. Aproximadamente 12% eram HPM, e mais da metade destas foram XDR. Após o SGT, as seis amostras, recuperadas do caso clínico foram classificadas em um novo sequence type (ST2744), com a presença de genes de resistência adquiridos blaPAO, blaOXA-50, aph(3')-Iib, fosA, catB7 e crpP, apresentando mutações em genes codificadores de porinas e bombas de efluxo. Entretanto, não foram observados marcadores genéticos clássicos exclusivos para os fenótipos SCV e HPM. Este é o primeiro relato de P. aeruginosa SCV na FC, no Brasil. A vigilância epidemiológica de P. aeruginosa é crucial para a conduta terapêutica, bem como para o sucesso da resposta do paciente e erradicação da infecção pulmonar, justificando o uso de técnicas fenotípicas e moleculares na detecção dos mecanismos de resistência e virulência desse microrganismo na FC.

Pseudomonas aeruginosa, a ubiquitous and versatile bacterium, can behave as an opportunistic pathogen, with strong adaptive capacity, due to multiple virulence and resistance factors. As a pulmonary infection pathogen in patients with cystic fibrosis (CF), it is related with poor prognosis, increased hospitalizations and high rates of morbidity and mortality, and the eradication is almost impossible, especially after chronicity. The increase rates of isolates non-susceptible to carbapenem and multiple antimicrobials, essentials to therapy, have been observed worldwide. Therefore, we assessed the antimicrobial susceptibility and the presence of hypermutability (HPM) in non-susceptible to carbapenem P. aeruginosa (PANSC) isolates from different morphotypes, obtained from CF patients with chronic pulmonary infection, followed at two reference centers in Rio de Janeiro. Using the results obtained by disk-diffusion test (DDT) between 2007 to 2016, we select 143 PANSC and susceptibility to other antimicrobials was defined, as well as the resistance phenotypes, multi- (MDR), extensive- (XDR) and pandrug resistant (PDR). Additionally, the minimum inhibitory concentration (MIC) for imipenem (IPM), meropenem (MEM), doripenem (DOR) and polymyxin (POL) was determined. Hypermutable isolates were characterized by determination of mutation frequency. Whole genome sequencing (WGS) was performed in six morphotypes isolates, including the small colony variant (SCV), a rare variant phenotype. These isolates were recovered in two exacerbation episodes. Clonality, antimicrobial resistance and virulence were investigated. Of the total (143 isolates) isolated from 18 patients (9 pediatric and 9 adults), non-susceptibility rates above than 44% for gentamicin, amikacin, tobramycin and ciprofloxacin, and more than 30% for POL were observed. Almost all (96%) of the isolates were non-susceptible to IPM by MIC determination, followed by 56% for MEM and 44% for DOR. MIC50 (32 µg/mL) and MIC90 (64 µg/mL) rates for IPM were higher among pediatric patient isolates and 25%, 37% and 6% were MDR, XDR and PDR, respectively. 12% of all isolates were classified as HPM and more than half were categorized as XDR. Using WGS, the six isolates recovered from the clinical case, were identified as a new sequence type (ST2744). Acquired resistance genes blaPAO, blaOXA-50, aph (3')-Iib, fosA, catB7 and crpP and mutations in encoding genes for porins and efflux pumps, was annotated. None exclusive classic genetic markers related to SCV and HPM phenotypes were not observed. This is the first Brazilian report of P. aeruginosa SCV in CF. Our results highlight the importance of epidemiological surveillance in P. aeruginosa. The application of phenotypic and molecular techniques to investigate resistance and virulence mechanisms, can contribute to therapeutic success in CF.

Infecção bacteriana crônica e indicadores ecocardiográficos de hipertensão pulmonar em pacientes com fibrose cística / Chronic bacterial infection and echocardiographic parameters indicative of pulmonary hypertension in patients with cystic fibrosis

OBJETIVO: Determinar as relações entre infecção bacteriana crônica e hipertensão pulmonar, avaliada por ecocardiografia Doppler, em pacientes com fibrose cística (FC). MÉTODOS: Estudo transversal e prospectivo em pacientes com FC (idade > 16 anos) atendidos por um programa para adultos com a doença. O estudo incluiu 40 pacientes com média de idade de 23,7 ± 6,3 anos. Os pacientes foram submetidos a avaliação clínica, ecocardiografia Doppler, testes de função pulmonar, exame radiológico do tórax e exames culturais do escarro de Pseudomonas aeruginosa e Burkholderia cepacia. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças entre os casos positivos para P. aeruginosa e os negativos para P. aeruginosa quanto às seguintes variáveis: escore clínico (p = 0,472); volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1; p = 0,693); escore radiológico (p = 0,760); velocidade de regurgitação tricúspide (VRT, p = 0,330); diâmetro do ventrículo direito (DVD, p = 0,191); e tempo de aceleração sistólica (TAS) do ventrículo direito/artéria pulmonar (VD/AP, p = 0,330). O VEF1 foi significativamente menor nos casos positivos para B. cepacia do que nos casos negativos para B. cepacia (p = 0,011). Não foram observadas diferenças entre os casos positivos para B. cepacia e os casos negativos para B. cepacia quanto às seguintes variáveis: escore clínico (p = 0,080); escore radiológico (p = 0,760); VRT (p = 0,613); DVD (p = 0,429); e TAS do VD/AP (p = 0,149). CONCLUSÕES: Não foi observada relação entre infecção crônica por P. aeruginosa e por B. cepacia com hipertensão pulmonar em pacientes adultos com FC. A função pulmonar foi pior nos pacientes positivos para B. cepacia do que nos pacientes positivos para P. aeruginosa.

OBJECTIVES: To examine the relationship between chronic bacterial infection and pulmonary hypertension, using Doppler echocardiography, in patients with cystic fibrosis (CF). METHODS: A prospective cross-sectional study involving CF patients (>16 years of age) admitted to a program for adults with the disease. The study included 40 patients with a mean age of 23.7 ± 6.3 years. Patients were submitted to clinical evaluation, Doppler echocardiography, pulmonary function tests, chest X-rays and sputum cultures of Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia. RESULTS: In terms of the following variables, no significant differences were found between P. aeruginosa-positive patients and P. aeruginosa-negative patients: clinical score (p = 0.472); forced expiratory volume in one second (FEV1; p = 0.693), radiological score (p = 0.760); tricuspid regurgitant jet velocity (TRV, p = 0.330); diameter of the right ventricle (DRV, p = 0.191); and right ventricular/pulmonary artery (RV/PA) systolic acceleration time (SAT, p = 0.330). B. cepacia-positive patients presented significantly lower FEV1 than did B. cepacia-negative patients (p = 0.011). No significant differences were found between B. cepacia-positive patients and B. cepacia-negative patients regarding the following variables: clinical score (p = 0.080); radiological score (p = 0.760); TRV (p = 0.613); DRV (p = 0.429); and RV/PA SAT (p = 0.149). CONCLUSIONS: Chronic infection with P. aeruginosa or B. cepacia presented no association with pulmonary hypertension in adult CF patients. Pulmonary function was worse in B. cepacia-positive patients than in P. aeruginosa-positive patients.

Lesiones cutáneas causadas por Pseudomonas aeruginosa en pacientes inmunocomprometidos / Cutaneous lesions caused by Pseudomonas aeruginosa in an immunodeficient patient

Introducción. Las lesiones cutáneas asociadas a Pseudomonas aeruginosa en pacientes son diversas. En pacientes inmunocompetentes las lesiones son benignas y autolimitadas. En pacientes inmunocomprometidos se presentan lesiones dérmicas con o sin bacteriemia e incluyen: ectimas grangrenoso, bulas hemorrágicas, celulitis, placas, pápulas, petequias, equimosis, nódulos subcutáneos eritematosos o violáceos, lesiones erisipeloides y conjuntivitis. Caso clínico. Lactante mayor masculino de 1 año 4 meses de edad con tumor de Wilms que había recibido quimioterapia 18 días previos a su ingreso, motivado por inflamación, aumento de temperatura y eritema escrotal, fisuras perianales y fiebre; con granulocitopenia grave por quimioterapia y con datos de choque, ingresó al servicio de Terapia Intensiva manejándose con ceftazidima, clindamicina, ampicilina y aminas; las lesiones escrotales evolucionaron a necrosis y ulceración. Presentó conjuntivitis purulenta, nódulos violáceos en muslos abdomen, los cultivos reportaron P. aeruginosa. Por mala evolución (progresión de las lesiones, fiebre e inestabilidad hemodinámica) se cambió el manejo a imipenem-amikacina por 14 días de acuerdo a la sensibilidad (método de Kiry-Bauer), apreciándose posteriormente evolución satisfactoria. Conclusión. Es importante reconocer lesiones cutáneas por P. aeruginosa para sospechar infección por este germen y dar un tratamiento oportuno