Etablierung und Evaluation der Diagnostik für Carbapenemase-bildende Erreger

Abstract

Die in den letzten Jahren zunehmende Verordnung von Reserveantibiotika, wie Carbapenemen, hat zu einer vermehrten Resistenzbildung verschiedener Bakterienarten geführt, deren Vorkommen globalen Ausbreitungswegen folgt. Carbapenemase (CPase)-produzierende Erreger (CPE) stellen aufgrund geringer therapeutischer Möglichkeiten eine wachsende Bedrohung im medizinischen Versorgungssystem dar.<br /> In dieser Arbeit wurden die lokale Epidemiologie und die Charakterisierung von CPE im Universitätsklinikum Bonn (UKB) erfasst. Dazu wurde die Vorhersagekraft einzelner minimaler Hemmkonzentrationen (MHKs) und die Verlässlichkeit vorhandener phänotypischer Nachweismethoden überprüft. Die MHK von Meropenem hing am stärksten mit dem Vorliegen einer CPase zusammen. Keines der ausgewählten phänotypischen Verfahren war als alleinige Methode zur Detektion von CPasen geeignet [geringe Werte für positiven (E-Test: 0,73) und negativen Vorhersagewert (kombinierter Plättchendiffusionstest: 0,67 bei Auswertung nach Angaben des Herstellers), nur klassenspezifischer CPase-Nachweis (z. B. nur MBL und/oder KPC)]. Die Funktion des MALDI-TOF (Biomérieux, Nürtingen, D) zum CPase-Nachweis war auf die Detektion von Resistenzen bei Isolaten mit KPC- und NDM-Enzymen begrenzt. Mangelnde technische Erfordernisse und nicht ausgereifte Präanalytik sowie eine kleine Versuchsstichprobe ließen keine verlässliche Reproduzierbarkeit zu. Die Etablierung einer real-time PCR mit Schmelzkurvenanalyse erwies sich als effiziente Methode zur Erfassung von CPasen. Ein Multiplex-Ansatz mit Crude-prep-DNA als Template führte in Kombination mit dem Typisierungsverfahren DiversiLab (Biomérieux, Nürtingen, D) zu den im Folgenden aufgeführten Ergebnissen.<br /> Zwischen 2012 und 2014 wurden am Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) Bonn 398 CPase-verdächtige Bakterienstämme untersucht, von denen 46 % (n= 182) positiv getestet wurden. Die häufigste Resistenz war OXA-48 (n= 66, 36 %), gefolgt von VIM (n= 46, 25 %) und OXA-23 (n= 28, 15 %). Es lagen zwei doppelt-positive Isolate mit den Resistenzen OXA-48 und NDM vor. Die Gruppe der 128 untersuchten <em>K. pneumoniae</em> zeigte die größte Varietät an Resistenzen, Bakterien der Art <em>A. baumannii</em> wiesen die geringste Anzahl negativer Isolate (n= 1, 2 %) auf. Durch den CPase-Nachweis wurden etwa 23 % (n= 24) der zuvor als 3MRGN eingestuften Bakterien (n= 104) formal als 4MRGN reklassifiziert, worauf erweiterte Hygienemaßnahmen in der Patientenversorgung folgten. Das Vorkommen bestimmter Isolate in verschiedenen Probematerialien entsprach dem gewöhnlichen Habitat der Bakterienspezies. Eine CPase-Rate von mehr als 40 % in Screeningmaterial betont die Notwendigkeit effizienter Diagnostik und Surveillance von CPE. Prozentual wurden CPE am häufigsten in Material von ausländischen (58,6 %), gefolgt von deutschen Männern (44,2 %) nachgewiesen. Es ist wahrscheinlich, dass bei mehr als einem Drittel der mit multiplen CPE besiedelten Patienten ein Gentransfer zwischen verschiedenen enterobakteriellen Spezies erfolgte. Die Typisierung von 58 <em>K. pneumoniae</em>-Stämmen zeigte, dass die Isolation eines Teils der CPase-positiven <em>K. pneumoniae</em> in örtlichem und zeitlichem Zusammenhang stand. Bei zweien der fünf getesteten OXA-48-positiven <em>E. coli</em> konnte eine Übertragung von Patient zu Patient nicht ausgeschlossen werden.<br /> In Zukunft werden die Diagnostik und die Erfassung der Epidemiologie von CPasen am IMMIP mittels automatisierter MHK-Testung und der etablierten real-time PCR mit Schmelzkurvenanalyse erfolgen. Weiterhin könnten biochemisch-physikalische Nachweismethoden, wie der CarbaNP Test, an Bedeutung für sensitives und spezifisches Screening zunehmen. Zusätzlich sollte an einer Verknüpfung der beiden Determinanten des quantitativen und qualitativen CPase-Nachweises im Sinne der klinischen Relevanz gearbeitet werden.