Caracterização genética da resistência aos ß-lactâmicos e às polimixinas em bactérias gram-negativas do grupo ESKAPE isoladas em hospitais de Santa Catarina

Abstract

Infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS) são consideradas como um problema de saúde pública, sendo responsáveis por altas taxas de morbimortalidade no mundo todo. A maioria dessas infecções são causadas por bactérias resistentes a várias classes de antimicrobianos, como as bactérias Gram-negativas do grupo ESKAPE: K. pneumoniae, A. baumannii, P. aeruginosa e Enterobacter spp. Essas bactérias são resistentes a vários antimicrobianos, como os carbapenêmicos, uma das últimas alternativas para o tratamento de infecções por Gram-negativos. O objetivo deste estudo foi caracterizar as bactérias Gram-negativas do grupo ESKAPE isoladas em Santa Catarina, avaliando os mecanismos de resistência e a circulação dessas bactérias entres os hospitais do estado. Ao todo, foram selecionados 153 isolados (Jan-2018 a Jan-2019) de 11 hospitais distribuídos entre as 5 regiões do estado. O teste de sensibilidade aos antimicrobianos foi feito seguindo as determinações do CLSI e BrCAST. A detecção dos genes de resistência associados à ß-lactamases de espectro estendido (ESBL), carbapenemases, metalo-ß-lactamases e oxacilinases foi realizada pela técnica de PCR em tempo real. A avaliação da similaridade dos isolados foi feita por PFGE e para o sequenciamento de alguns isolados foi escolhido o sequenciamento de última geração da plataforma Illumina. Dados como MLST, resistoma e grupo de incompatibilidade de plasmídeos foram detectados por meio da plataforma do Center for Genomic Epidemiology. Entre os 31 isolados de K. pneumoniae, a maioria foi classificado como MDR, possível XDR (77,4%); o gene mais frequente foi blaSHV (100%) e a carbapenemase mais encontrada foi a NDM (15, 48%); no PFGE foram observados 27 genótipos formando 6 grupos de similaridade com 3 perfis clonais. Entre os 5 isolados de Enterobacter spp., quatro foram classificados como XDR e um como MDR e os genes mais encontrados foram blaTEM e blaKPC; foram classificados em 3 genótipos e houve a formação de um grupo de similaridade composto por 3 amostras clonais. Os 66 isolados de A. baumannii foram na sua maioria classificados como XDR (62%); todos os isolados apresentaram positividade para o gene blaOXA-51, 92% para blaOXA-23 e 9% para blaOXA-24. Um isolado apresentou a coprodução das oxacilinases OXA-23 e OXA-24, sendo o primeiro relato do estado. Na espécie P. aeruginosa os 51 isolados foram majoritariamente classificados como MDR e XDR, e o gene mais observado foi o blaCTX-M2 (10%). O PFGE gerou 45 genótipos distintos que formaram 11 grupos de similaridade com 5 perfis clonais. Para as 4 espécies, o PFGE revelou a circulação de clones e isolados intimamente relacionados em todo estado, bem como a permanência de clones por vários meses nos hospitais. Os isolados de K. pneumoniae sequenciados foram classificados no complexo clonal CC258 que é considerado um clone disseminado no mundo todo. Um isolado apresentou a coprodução dos genes blaNDM e blaVIM, sendo o primeiro relato genômico do Brasil. Um isolado de P. aeruginosa ST312 foi positivo para o gene blaKPC que se encontrava em um plasmídeo IncU, essa associação nunca foi descrita e esse é o primeiro reporte genômico do gene blaKPC em um isolado de P. aeruginosa no sul do Brasil. Os dados deste estudo enriquecem a epidemiologia de Santa Catarina, mostram novos tipos de resistências que foram detectadas pela primeira vez no estado e uma alta circulação de isolados intimamente relacionados e clones nas 5 regiões do estado. Esses dados podem ser úteis para medidas que visam a diminuição de IRAS no estado de Santa Catarina.

Abstract: Genetic characterization of resistance to ß-lactamics and polymixins in Gram-negative bacteria of the ESKAPE group isolated in Santa Catarina hospitals Healthcare-related infections (HAIs) are considered a public health problem and are responsible for high rates of morbidity and mortality worldwide. Most of these infections are caused by bacteria resistant to various classes of antimicrobials, such as Gram-negative bacteria from the ESKAPE group: K. pneumoniae, A. baumannii, P. aeruginosa, and Enterobacter spp. These bacteria are resistant to several antimicrobials, such as carbapenems, one of the last alternatives for the treatment of Gram-negative infections. The objective of this study was to characterize the Gram-negative bacteria of the ESKAPE group in the state of Santa Catarina, evaluating the resistance mechanisms and the circulation of these bacteria among hospitals in the state. In all, 153 isolates (Jan-2018 to Jan-2019) were selected from 11 hospitals distributed across 5 regions of the state. The sensitivity test to antimicrobials was performed following the determinations of CLSI and BrCAST. The detection of resistance genes associated with extended-spectrum ß-lactamases (ESBL), carbapenemases, metallo-ß-lactamases, and oxacillinases was performed using the Real-time PCR technique. The evaluation of the similarity of the isolates was made by PFGE and for the sequencing of some isolates, the last generation sequencing of the Illumina platform was chosen. Data such as MLST, resistome, and plasmid incompatibility groups were detected by the Center for Genomic Epidemiology platform. Among the 31 isolates of K. pneumoniae, most were classified as MDR, possible XDR (77.4%); the most frequent gene was blaSHV (100%) and the most commonly found carbapenemase was NDM (15, 48%); in the PFGE, 27 genotypes were observed, forming 6 similarity groups with 3 clonal profiles. Among the 5 isolates of Enterobacter spp., Four were classified as XDR and one as MDR and the most found genes were blaTEM and blaKPC; were classified into 3 genotypes and a similarity group formed by 3 clonal samples was formed. The 66 isolates of A. baumannii were mostly classified as XDR (62%); all isolates were positive for the blaOXA-51 gene, 92% for blaOXA-23, and 9% for blaOXA-24, one isolate co-produced the oxacillinases OXA-23 and OXA-24, being the first report in the state. In P. aeruginosa, the 51 isolates were mostly classified as MDR and XDR and the most observed gene was blaCTX-M2 (10%). The PFGE generated 45 distinct genotypes that formed 11 similarity groups with 5 clonal profiles. For the 4 species, the PFGE revealed the circulation of clones and closely related isolates throughout the state, as well as the permanence of clones for several months in hospitals. The K. pneumoniae isolates sequenced were classified in the CC258 clonal complex, which is considered a clone disseminated worldwide. One isolate co-produced the blaNDM and blaVIM genes, being the first genomic report from Brazil. An isolate of P. aeruginosa ST312 was positive for the blaKPC gene found in an IncU plasmid, this association has never been described and this is the first genomic report of the blaKPC gene in a P. aeruginosa isolate in southern Brazil. The data from this study enrich the epidemiology of Santa Catarina, show new types of resistance that were detected for the first time in the state, and high circulation of closely related isolates and clones in the 5 regions of the state. These data can help to reduce HAIs in the state of Santa Catarina.