Diagnostiske utfordringer ideteksjon av ESBLA, ESBLM og

ESBLCARBA

BIOINGENIØRKONGRESSEN 2016

BJØRG HALDORSENSPESIALBIOINGENIØR

UNIVERSITETSSYKEHUSET NORD-NORGE

NRK 19.05.2016

NRK 14.03.2016

BBC One 23.05.2016

NRK 19.05.2016

BBC One 23.05.2016DR 19.05.2016

BBC One 23.05.2016

Agenda• β-laktam antibiotika og β-laktam resistens

• ESBLA, ESBLM og ESBLCARBA

• Diagnostikk av kliniske prøver og hurtigtester

• med fokus på ESBLCARBA

• Screening av ESBL

• Et par pasientkasus

Forbruk av antibiotika i Norge 2014

β-laktam antibiotika

NORM/NORM-VET 2014

β-laktam antibiotika

β-laktam resistens

• Endring av målsete

• Impermeabilitet og effluks

β-laktamaser

COOHN

O

R R

N

O

R

COOH

R

ESBL

Ekstendert-spektrum

β-laktamaser

ESBLACTX-M, TEM-varianter, SHV-

varianter

ESBLMPlasmid-mediert AmpC, OXA-

varianter

ESBLCARBANDM-1, VIM, IMP,

OXA-48, KPC

Penicilliner,

Cefalosporiner,

Monobaktamer

Penicilliner

Cefalosporiner, Monobaktamer

Penicilliner,

(Cefalosporiner)

(Monobaktamer)

Karbapenemer

ESBLEkstendert-spektrum β-laktamase

ESBLA og ESBLM - Substratprofil

ESBLA ESBLM

CTX-M, SHV, TEM (pAmpC), CMY, DHA

Penicilliner R R

Cefoxitin S R

3. gen cefalosporiner R R

4. gen cefalosporiner R S

Aztreonam I R I R

Karbapenemer S S

Klavulanat, tazobactam √ -

Kloxacillin - √

Borsyre - √

ESBLCARBA - Substratprofil

ESBLCARBA-A ESBLCARBA-B ESBLCARBA-D

KPC NDM, VIM OXA-48 like

Penicilliner R R R

3.-4. gen cefalosporiner I R R S

Aztreonam I R S S

Karbapenemer S I R S I R S I R

Klavulanat (√) - -

Kloxacillin - - -

Borsyre √ - -

Dipikolinsyre, EDTA - √ -

Temocillin R

Meropenem 25-26 mm og pip-tazobactam R undersøkes nærmere

Detektere CPE i et vel-karakterisert Enterobacteriaceae-materiale (n=30) +/- nedsatt følsomhet for meropenem.

• AST med disk-diffusjonsmetoden (EUCAST)Meropenem, Pip-tazobactam, Cefotaxim og Ceftazidim

• 61 nordiske mikrobiologiske laboratorier deltok

Isolat 6, 10 og 25K. variicola OXA-48

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Stamme 6 Stamme 10 Stamme 25

179/183 observasjoner

0

2

4

6

8

10

12

14

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

mm-sone

Isolat 6. Diskdiffusjon Meropenem

0

2

4

6

8

10

12

14

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

mm-sone

Isolat 10. Diskdiffusjon Meropenem

0

2

4

6

8

10

12

14

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

mm-sone

Isolat 25. Diskdiffusjon Meropenem

Ut i fra diskdiffusjon, mistenker du ESBL-CARBA (JA/NEI)?

0

10

20

30

40

50

60

Isolat 6 Isolat 10 Isolat 25

JA JA JA

NEI NEINEI

Fenotypiske tester for påvisning av ESBLCARBA

• CIM (Carbapenem Inactivation Method)

• Carba NP

• Kombinasjonstabletter

CARBAPENEM INACTIVATION METHOD (CIM)

Van der Zwaluw. et al. PLoS ONE. 2015:10(3):e0123690

Carba NP

COOHN

O

R R

N

O

R

COOH

R

+ SYRE

Rød farge Gul fargepH indikator (fenolrødt)

CarbaNP

Nordmann P. et al. Emerg. Infect. Dis. 2012:18:1503-1507Dortet L. et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2012:56:6437-6440Huang T-D. et al. J. Clin. Microbiol. 2014;52:3060-3063

+

B-PER-II

(Tris HCl lysis buffer)

Vortex: 1min.Inkuber: 30min. r.t.

MH, blod agar (Screening agar)

Drigaski /MacConkey agar kan ikke brukes!

+ imipenem

PhenolRed-løsninger pH 7,8

Inkubering 37°C

inntil 2 timer

Ekempler på kommersielle CarbaNP-tester

• Rapid Carb Screen (Rosco Diagnostics)

• RAPIDEC Carba NP (bioMerieux)

• β-CARBA Test (Bio-Rad)

KombinasjonstabletterRosco MBL/KPC/OXA-48

MRP: MeropenemMRPBO: Meropenem+borsyreMRPCX: Meropenem+kloxacillinMRPDP: Meropenem+dipikolinsyreTMO: Temocillin

Line Hansen og Carina Teigen

Stammemateriale Enterobacteriacae(n=73)

ESBLCARBA klasse ESBLCARBA -negativ

Species A B D

(n=8) (n=30) (n=24) (n=11)

Citrobacter freundii 1

Citrobacter spp 1

Enterobacter asburiae 1

Enterobacter cloacae 1

Enterobacter cloacae complex 3

Escherichia coli 13 10 6

Klebsiella pneumoniae 4 9 11 5

Morganella morganii 1 1

Proteus mirabilis 2 1

Providencia stuartii 2

Serratia marcescens 1

ESBLCARBA Carba NP CIM β-Carba

Species n= klasse Pos Neg I Pos Neg Pos Neg

K. pneumoniae 4 A 4 0 4 0 4 0

E. asburiae 1 A 1 0 1 0 1 0

E. cloacae complex 3 A 3 0 3 0 2 1

K. pneumoniae 9 B 9 0 9 0 9 0

E. coli 13 B 10 2 1 12 1 13 0

C. freundii 1 B 1 0 1 0 1 0

Citrobacter sp. 1 B 0 1 1 0 1 0

E. cloacae 1 B 0 1 1 0 1 0

M. morganii 1 B 1 0 1 0 1 0

P. mirabilis 2 B 0 2 0 2 2 0

P. stuartii 2 B 0 1 1 1 1 2 0

K. pneumoniae 11 D 11 0 11 0 11 0

E. coli 10 D 9 0 1 10 0 10 0

M. morganii 1 D 1 0 1 0 1 0

P. mirabilis 1 D 1 0 1 0 1 0

K. pneumoniae 5 Negativ 0 5 0 5 0 5

Resultater

Sensitivitet, spesifisitet og prediktiv verdi

Carba NP CIM β-Carba

Sensitivitet 86 % 94 % 98 %

Spesifisitet 100 % 100 % 100 %

PPV 100 % 100 % 100 %

NPV 52 % 73 % 92 %

Anbefalinger fra FHI

Eksempler på kromogene medier

• ESBLA:• ChromID ESBL (BioMerieux)• Brilliance ESBL (Oxoid)• CHROMagar ESBL (Chromagar)• Chromatic ESBL m/ESBL supplement (Liofilchem)

• ESBLA+ESBLM-C:• Chromatic ESBL m/ESBL + AmpC supplement (Liofilchem)• CHROMagar C3GR (Chromagar)

• ESBLCARBA:• ChromID CARBA (BioMerieux)• Brilliance CRE (Oxoid) • CHROMagar KPC (Chromagar)• Chromatic CRE (Liofilchem)

• ESBLCARBA+ESBLCARBA-D (OXA-48):• ChromID CARBA SMART (BioMerieux)• mSuperCARBA (Chromagar)

• ESBLCARBA-D (OXA-48):• ChromID OXA-48 (BioMerieux)• Chromatic OXA-48 (Liofilchem)

Utfordringer

• ESBLA:• Isolater med kun ESBLCARBA-D (OXA-48) vil ikke vokse frem

• Identifisering av ESBLCARBA isolater

• Isolater med ESBLM-C vil ikke detekteres

• ESBLA+ESBLM-C:• Species med hyperproduksjon av kromosomal AmpC/β-laktamaser

ESBLCARBA?

ESBLCARBA?

ESBLCARBA?

ESBLCARBA?

Utfordringer

• ESBLCARBA:• ChromID CARBA (BioMerieux)

• Brilliance CRE (Oxoid)

• CHROMagar KPC (Chromagar)

• Chromatic CRE (Liofilchem)

• ESBLCARBA-D (OXA-48):• ChromID OXA-48 (BioMerieux)

• Chromatic OXA-48 (Liofilchem)

• ESBLCARBA +ESBLCARBA-D (OXA-48):• ChromID CARBA SMART (BioMerieux)

• mSuperCARBA (Chromagar)

Lav sensitivitet for deteksjon avESBLCARBA-D (OXA-48)

Lav sensitivitet for deteksjon avESBLCARBA-A & ESBLCARBA-B

Generelt: mangel på publiserte studier

Kvinne innlagt på Gran Canaria

• Kvinne akuttinnlagt på Gran Canaria august 2015

• Urosepsis

• Leversvikt

• Respirasjonssvikt og mulig bronkopneumoni

• 3 uker på intensivavdeling på Gran Canaria med massiv antibiotikabehandling

Pasienten overført til UNN• Overført til kirurgisk intensiv, UNN 19.09.15.

• Kontaktsmitteisolert

• Screening MRSA, VRE, ESBL

• Screeningprøver negative. Isoleringstiltak opphører

• Antibiotikabehandling seponeres og pasienten overføres til medisinsk intensiv og videre til gastromedisinsk avd.

Her glippet det

• 24.09.09 tas det en urinprøve

• K. pneumoniae med ESBLCARBA(OXA-48) og ESBLA(CTX-M)

• Pasienten har ligget 2 dager på gastromed.avd og kontaktsmitteisoleres på nytt

• Mikroben påvises senere fra CVK-spiss og sårprøve fra kateteråpning (CVK)

• Screening av medpasienter. Alle negative

Hvorfor fanget ikke ESBL-screeningskåla opp dette funnet?

• Pasienten fikk massiv antibiotikabehandling før ankomst UNN

• Pågående antibiotikabehandling under prøvetaking kan gi falsk negative prøvesvar

• Hva lærte vi av dette?

Validering av ny metode

• Nåværende ESBL screeningsskål (ChromAgar) fanger opp ESBLA og ESBLCARBA

• MEN ikke OXA-48 (kun når den også har en ESBLA)

• 4 ulike screeningsskåler valideres

• CHROMagar™ mSuperCARBA™

• Liofilchem® Chromatic™ ESBL modifisert/ In-house

• Liofilchem®Chromatic™ OXA-48

• Biomerieux ChromID™ CARBA SMART

Konklusjon

• β –laktamaser har stor bredde og diversitet i substratspesifisitet

• Meropenem screeningsbrytningspunkt ESBL-CARBA

• Viktig å følge anbefalingene fra NordicAST

• Kromogene medier – styrker/svakheter

• Vi må vite hva vi leter etter

Stor TAKK til• Deltakerlaboratoriene i NordicAST-studien

• Line Hansen og Carina Teigen

• Anne Kristin Tengesdal, Espen Widding Bruvold,Karina Olsen, Linda Heide og Kjersti Sandvik

• Ørjan Samuelsen