Keskustelu
Yksi vakavimmista C. striatum -bakteerin aiheuttamien infektioiden hoitoon liittyvistä ongelmista on moniresistenttien kantojen eristäminen kliinisestä materiaalista ja sopivan antibioottihoidon valinta tietyntyyppiselle infektiolle. C. striatum -infektioita olisi hoidettava herkkyystestien tulosten perusteella. Monilääkeresistenssi johtuu useiden resistenssimekanismien yhteisvaikutuksesta, jotka syntyvät ulkopuolisten resistenssideterminanttien tai spontaanien mutaatioiden kautta. Tässä työssä korostetaan moniresistenttien kantojen ja resistenssigeenien suurta esiintyvyyttä eräässä tunisialaisessa sairaalassa eristetyissä C. striatum -bakteereissa, erityisesti resistenssiä aminoglykosideille, MLSB-ryhmän yhdisteille, fluorokinoloneille ja β-laktameille.
Tässä tutkimuksessa analysoidut 63 C. striatum -bakteerikantoja olivat alttiita vankomysiinille ja linetsolidille. Aikaisemmassa raportissa, jossa käytettiin levydiffuusiomenetelmää, Martinez ym.19 osoittivat, että 31 kliinisistä näytteistä eristettyä C. striatum -bakteeria oli herkkä vankomysiinille. Hiljattain Gomila ym.20 raportoivat, että heidän kroonista obstruktiivista hengitystiesairautta sairastavista potilaista eristämänsä 52 C. striatum -bakteeria olivat herkkiä myös vankomysiinille. Vankomysiini on edelleen aktiivinen, joten se on riittävä vaihtoehto C. striatumin aiheuttamien vakavien infektioiden hoitoon. Myös linetsolidi on osoittanut erinomaista tehoa, ja sen MIC-arvo on rutiininomaisesti alle 0,5 mg/l21. Gómez-Garcés ja muut22 osoittivat, että vankomysiini ja linetsolidi olivat yhtä tehokkaita 30 kliinistä C. striatum -tartuntaa vastaan (molempien yhdisteiden MIC90 = 0,5 mg/l). Linesolidia voidaan pitää vankomysiinin vaihtoehtona C. striatum -bakteeria vastaan, vaikka sen sivuvaikutuksia on pohdittava laitteisiin tai laitteisiin liittyvien infektioiden edellyttämien pitkien hoitojaksojen aikana. Kaikki C. striatum -bakteerimme olivat herkkiä daptomysiinille (MIC90 = 0,25 mg/l). Daptomysiinin on myös osoitettu olevan aktiivinen C. striatum -bakteeria vastaan yksin23 tai yhdessä rifampisiinin kanssa24. Siksi daptomysiiniä voidaan pitää myös vankomysiinin vaihtoehtona C. striatum -infektioiden hoidossa, vaikka viime aikoina on raportoitu korkean daptomysiiniresistenssin nopeasta kehittymisestä25, 26.
Aminoglykosideja käytetään täydentävinä antibiootteina difteroidien aiheuttamien vakavien infektioiden hoitoon. Aminoglykosideista amikasiini ja gentamysiini osoittivat hyvää aktiivisuutta ”in vitro” C. striatum -bakteeriamme vastaan (MIC90 = 1 ja 2 mg/l). Aminoglykosidiresistenssi johtuu useista mekanismeista, jotka voivat esiintyä samanaikaisesti samassa solussa. Antibioottimolekyylin entsymaattinen inaktivaatio on yleisin kliinisessä ympäristössä. Aac(3)-XI-geeniä, joka koodaa aminoglykosidin 3-N-asetyylitransferaasia, joka antaa resistenssin gentamysiinille ja tobramysiinille C. striatum -bakteerissa27 , ei löytynyt kolmesta gentamysiinille resistentistä isolaatistamme, mikä viittaa siihen, että resistenssi välittyy muulla mekanismilla. Kanamysiiniä ja streptomysiiniä ei käytetä kliinisessä käytännössä Tunisiassa, mutta ne testattiin tässä tutkimuksessa, koska ne ovat hyviä merkkiaineita aph(3′)-Ic-, aph(3″)-Ib- ja aph(6)-Id-geenien havaitsemiseksi. Kanamysiini-, neomysiini-, paromysiini-, ribostamysiini- ja lividomysiiniresistenssiä aiheuttavaa aminoglykosidi-O-fosfotransferaasia koodaava aph(3′)-Ic-geeni on osa laajempaa DNA-aluetta, joka sisältää resistenssigeenien aph(3″)-Ib – aph(6)-Id tandemiparin, joka antaa streptomysiiniresistenssin Corynebacterium spp:lle28. Samanlaisia aminoglykosidiresistenssialueita löydettiin C. striatum -bakteerista peräisin olevasta plasmidista pTP10 erytromysiini- ja kloramfenikoliresistenssialueiden läheisyydestä29. Odotetusti 10 kanamysiinille resistentissä C. striatumissa oli aph(3′)-Ic-geeni. Tätä geeniä havaittiin kuitenkin myös kanamysiinille alttiissa kannoissa, mikä johtui todennäköisesti mutaatioista, jotka vaikuttivat sen koodaavaan sekvenssiin tai promoottoriin. Nämä tulokset vahvistavat, että aph(3′)-Ic-geeni on laajalle levinnyt Corynebacterium spp:ssä. Streptomysiiniresistenssi Corynebacterium spp:ssä liittyy siihen, että Corynebacterium spp:ssä esiintyy aph(3″)-Ib- ja aph(6)-Id-geenien tandemia, jotka koodaavat aminoglykosidi-3″-fosfotransferaasia ja aph(6)-Id-geeniä, jotka koodaavat aminoglykosidi-3″:n ja aph(3″)-Ib:n ja aph(3″)-Id:n. Viidellä kahdeksasta streptomysiinille resistentistä isolaatista oli aph(3″)-Ib- ja aph(6)-Id-geenit, ja lopuilla kolmella streptomysiinin MIC-arvot vaihtelivat välillä 1-4 mg/l, mikä oli todennäköisesti seurausta mutaatioista edellä mainituissa geeneissä tai niiden promoottorissa. Muut mekanismit, kuten mikrobilääkkeen aktiivinen effluksi ja vähentynyt saanti bakteerisoluun, voivat osaltaan aiheuttaa streptomysiiniresistenssiä näissä isolaateissa. Amikasiinia määrätään lopulta yhdistelmähoitona C. striatum -bakteerin aiheuttamien vakavien infektioiden hoitoon ammattikorkeakoulun sairaalassa. Tuloksemme osoittavat, että amikasiini on suositeltavin aminoglykosidi C. striatum -infektioiden hoidossa, kun taas gentamysiini voisi olla pätevä vaihtoehto. Resistenttien kantojen esiintyminen vaatii kuitenkin jatkuvaa valppautta.
Ertromysiini ja klindamysiini olivat tehottomia suurinta osaa C. striatum -bakteereistamme vastaan, erityisesti klindamysiini, jonka MIC90-arvo oli kahdeksan kertaa suurempi kuin erytromysiinin. Tämä vahvistaa aiemmin raportoidun MLSB-ryhmän yhdisteiden resistenssin suuren esiintyvyyden Corynebacterium spp:n, myös C. striatumin, keskuudessa30. Corynebacterium spp:n MLS-resistenssi perustuu useimmiten kahteen mekanismiin: ribosomaalisen RNA:n metylaasien, joita koodaavat niin kutsutut erm-geenit, välittämään kohdekohdan modifikaatioon ja aktiiviseen lääkeaineen efflux-pumppuun, jota mef(A-E)-geenin koodaama kalvon efflux-pumppu välittää31. Tuloksemme vahvistivat aiempien tutkimusten tulokset, joissa todettiin, että erm(X) on tärkein Corynebacterium spp:n MLS-resistenssiin vaikuttava geeni29, 32. Olemme ensimmäistä kertaa havainneet ribosomaalisen RNA:n metylaasia Erm(B) koodaavan erm(B)-geenin C. striatumissa. Erm(B)-geeni antaa korkean tason resistenssin makrolideille Campylobacter coli -bakteerissa33 ja muissa merkityksellisissä patogeeneissä, mutta se on poikkeuksellinen Corynebacterium spp:ssä31, 34. Kymmenessä kannassamme oli samanaikaisesti erm(B)- ja erm(X)-geenit, mikä on ominaisuus, joka on aiemmin raportoitu vain yhdessä C. urealyticum -kannassa31.
Kolmasosalla C. striatum -kannastamme oli keskitason tai korkean tason resistenssi siprofloksasiinille ja moksifloksasiinille. Fluorokinoloneja on käytetty intensiivisesti FHU:n sairaalassa kahden viime vuosikymmenen aikana. Antibioottia annettaessa syntyy valikoiva paine elimistön elimiin, joihin fluorokinolonit pyrkivät kertymään. Altistuminen fluorokinoloneille valitsee spontaaneja mutaatioita suurissa bakteeripopulaatioissa, mukaan lukien ihoa ja limakalvoja kolonisoivissa bakteereissa, kuten corynebakteereissa. Niinpä fluorokinoloniresistenssi ilmaantui C. striatum- ja C. amycolatum -bakteerien kliinisissä isolaateissa35. Corynebacterium spp:n fluorokinoloniresistenssi johtuu mutaatioista gyraasigeenin gyrA:n QRDR:ssä. Kannoissamme yksittäiset aminohappojen substituutiot GyrA-proteiinin positiossa 87 aiheuttivat siprofloksasiiniresistenssin, mutta gyrA-geenin kaksoismutaatiot, jotka johtivat muutoksiin positioissa 87 ja 91, olivat välttämättömiä korkeatasoisen siprofloksasiini- ja moksifloksasiiniresistenssin saavuttamiseksi. Neljässätoista 21:stä fluorokinoloniresistentistä C. striatum -bakteerista siprofloksasiinin ja moksifloksasiinin MIC-arvojen nousu 16 mg/l:iin liittyi kaksinkertaiseen ei-konservatiiviseen mutaatioon paikoissa 87 ja 91. Tällöin siprofloksasiinin ja moksifloksasiinin MIC-arvot nousivat 16 mg/l:iin. Sierra ym.35 raportoivat myös kaksoismutaatioita paikoissa 87 ja 91 gyrA-geenissä kuudessa C. striatum -kannassaan, vaikka heidän kantojensa moksifloksasiinin MIC-arvot olivat alhaisemmat (6-8 mg/l). Viisi kantaamme, joilla oli yksittäisiä mutaatioita asemissa 87 tai 91, ovat edelleen resistenttejä siprofloksasiinille, vaikkakin MIC-arvot ovat alhaisemmat (välillä 2-8 mg/l), kun taas moksifloksasiinin MIC-arvot pysyivät 1 mg/l:ssa. Sierran ym.35 kuvaamat yksittäiset mutaatiot jäännöksessä Ser-87 tai jäännöksessä Asp-91 nostivat siprofloksasiinin MIC-arvot 1-6 mg/l:iin, mutta pysyivät herkkinä moksifloksasiinille. Moksifloksasiiniresistenssin korkeampi taso kannoissamme viittaa siihen, että gyrA:n mutaatioiden lisäksi on olemassa jokin muu resistenssimekanismi. Kahdessa kannassa ei havaittu muutoksia niiden QRDR-arvoissa, mikä viittaa siihen, että resistenssi välittyy eri mekanismilla.
β-laktaamit ovat laajimmin käytetty mikrobilääkeryhmä. C. striatum -infektioiden onnistuneista hoidoista penisilliinillä36 tai amoksisilliinilla37 on raportoitu. Muiden β-laktamien joukossa on kuitenkin ilmoitettu heikosta herkkyydestä penisilliinille ja kefotaksiimille10, 38, vaikka resistenssin geneettistä mekanismia ei ole toistaiseksi luonnehdittu. Kun otetaan huomioon MICs90-arvot (16 mg/l), penisilliini ja kefotaksiimi osoittivat yhtä vähäistä aktiivisuutta C. striatum -bakteeria vastaan. Se, että penisilliinille resistenttien kantojen osuus on suurempi kuin kefotaksiimille resistenttien kantojen osuus, selittyy sillä, että CLSI:n penisilliinin herkkyysrajoja on hiljattain laskettu 1 mg/l:sta 0,125 mg/l:aan39. β-laktaamiantibioottien hydrolyysi β-laktamaasien avulla on yleisin resistenssimekanismi tälle antibakteeristen aineiden luokalle kliinisesti tärkeissä bakteereissa. β-laktamaasit luokitellaan proteiinisekvenssin perusteella neljään molekyyliluokkaan, A-, B-, C- ja D-luokkaan, jotka perustuvat konservoituneisiin ja toisistaan erottuviin aminohappomotiiveihin. Viisikymmentäkaksi kantaamme oli resistenttejä penisilliinille, ja tämä resistenssi liittyi A-luokan β-laktamaasia koodaavan bla-geenin esiintymiseen. Corynebacterium jeikeium K41140:n, Corynebacterium urealyticum DSM 710941:n ja Corynebacterium resistens DSM 4510042:n kromosomit koodaavat C. striatum -lajin bla-geenin vastaavia vastineita, vaikka sitä ei ole yhdistetty β-laktamiresistenssiin näissä lajeissa. C-luokan β-laktamaasia koodaava ampC-geeni havaittiin 42:ssa 52:sta penisilliinille resistentistä C. striatum -bakteerista. Enterobacteriaceae-heimon keskuudessa laajalti esiintyvät ampC-geenit koodaavat entsyymejä, jotka vaikuttavat sekä penisilliineihin että kefalosporiineihin43. Näytämme tässä, että β-laktamaaseja koodaavia geenejä, bla- ja ampC-geenejä, esiintyy β-laktamille resistentissä C. striatumissa. Tietojemme mukaan sairaalassamme eristetyn C. striatum -bakteerin resistenssiluvut β-laktameille olivat korkeat ja bla- ja ampC-geenien esiintyvyys oli suuri. Näistä tiedoista on hyötyä lääkäreille, sillä ne vähentävät β-laktaamiyhdisteiden käyttöä C. striatum -bakteerin aiheuttamien infektioiden hoidossa.
PFGE:tä pidetään kultaisena standardina patogeenisten mikro-organismien epidemiologisissa tutkimuksissa, sillä se antaa tärkeää tietoa niiden populaatiorakenteesta44. Tuloksemme osoittivat 22 erilaista PFGE-mallia 63 C. striatum -kannasta. Genotyyppien suuri monimuotoisuus 63 C. striatum -kannan välillä osoitti, että ne eivät pääasiassa ole läheisesti sukua toisilleen. Näin ollen FHU:n sairaalassa esiintyvä C. striatum voi olla peräisin eri linjoista ja lähteistä sen sijaan, että se olisi laajentunut yhdestä kloonisesta linjasta. Tämä vastaa C. striatumin patogeenistä tilaa opportunistisena patogeenina, joka aiheuttaa satunnaisia tauteja alttiilla potilailla. Joitakin PFGE-malleja eristettiin useammin, mikä viittaa muutamien yleisempien kloonien olemassaoloon. Pidämme malleja E ja A erittäin yleisinä pulsotyyppeinä. Suurin osa pulsotyyppeihin E ja A luokitelluista C. striatum -bakteereista oli erittäin resistenttejä, mikä osoittaa, että yleisimmät kloonit ovat erittäin resistenttejä, kuten aiemmin on raportoitu10, 16. Se, että tiettyyn PFGE-malliin kuuluvista kannoista voitiin erottaa monia erilaisia antibioottiresistenssiprofiileja, osoitti, että kyseessä ei ollut yksi kanta vaan useat läheisesti toisiinsa liittyvät kloonit, jotka tuottivat sporadisia infektioita.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että tässä tutkimuksessa korostetaan C. striatum -bakteerin merkitystä nousevana moniresistenttinä sairaalainfektioiden taudinaiheuttajana, joka on kehittymässä moniresistenttinä tautipatogeeninä FHU:n sairaalassa. C. striatum -isolaatit osoittivat 100-prosenttista herkkyyttä vankomysiinille, linetsolidille ja daptomysiinille ja suurta resistenssiä rifampisiinille, MLSB-ryhmän yhdisteille, fluorokinoloneille ja β-laktaameille. FHU:n sairaalassa esiintyvistä useista C. striatum -klooneista yleisimmät olivat vastustuskykyisimpiä. Siksi MDR C. striatum -bakteerin seurantaa olisi jatkettava.