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Title
Die Empfindlichkeit multiresistenter Enterobakterien und Pseudomonas aeruginosa gegenüber Ceftolozan/Tazobactam und Ceftazidim/Avibactam : eine experimentelle Laborstudie / eingereicht von Bastian De Monte
Additional Titles
The susceptibility of multi-resistant Enterobacteriaceae and Pseudomonas aeruginosa to ceftolozane/tazobactam and ceftazidime/avibactam
AuthorDe Monte, Bastian
Thesis advisorHirschl, Alexander
Published2018
Description62 Blatt : Diagramme, Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionMay 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Enterobakterien / Pseudomonas aeruginosa / Resistenz / Ceftolozan / Tazobactam / Ceftazidim / Avibactam / 4MRGN
Keywords (EN)Enterobacteriaceae / Pseudomonas aerguginosa / resistance / AMR / ceftolozane / tazobactam / ceftazidime / avibactam
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Abstract (German)

HINTERGRUND: Angesichts weltweit steigender Resistenzzahlen besteht dringender Bedarf an neuen, gegenüber möglichst zahlreichen bakteriellen Resistenzmechanismen wirksamer Antibiotika vor allem auch Alternative zu Carbapenemen, gegenüber welchen ebenfalls zunehmen Resistenzen beobachtet werden. Die beiden neuen Wirkstoffkombinationen Ceftolozan/Tazobactam (C/T) und Ceftazidim/Avibactam (CZA) haben sich in diversen Studien als erfolgreiche Alternativen in der Behandlung komplizierter Infektionen mit multiresistenten gramnegativen Keimen erwiesen; allerdings sind auch hinsichtlich dieser Substanzen bereits Resistenzen bekannt. Ziel der Studie war es, zwecks Monitorings lokale Resistenzdaten der Wiener Universitätskliniken für P. aeruginosa und Enterobakterien zu präsentieren.

METHODIK: Für die Laborstudie herangezogen wurden die jeweils jüngsten verfügbaren Isolate aus der klinikinternen Archivsammlung (2015-2016); eingeschlossen waren nur jene Keime, die der Klassifikation 4MRGN entsprachen. Insgesamt wurden letztlich 116 Stämme untersucht (39 P. aeruginosa, 38 K. pneumoniae, 19 Enterobacter spp., 20 E. coli). Diese wurden einer Resistenztestung auf C/T und CZA sowohl mittels MHK-Bestimmung (E- Test) als auch Agardiffusionstest unterzogen. Das Enterobacteriaceae-Kollektiv wurde zudem molekular-biologisch auf Carbapenemase-Produktion getestet.

ERGEBNISSE: Gegenüber C/T zeigte sich ein Drittel (33%) der Pseudomonas-Isolate unempfindlich, Enterobakterien wiesen eine Resistenzrate von 95% auf. CZA wiederum war bei letzteren wesentlich wirksamer (26% Resistenzen) als bei P. aeruginosa (49%). Unempfindlichkeit gegenüber beiden Substanzen zugleich trat in beiden Kollektiven bei etwa einem Viertel der Teststämme (26%) auf.

K. pneumoniae zeigte sich zu 100% resistent auf C/T, während CZA mit 16% Resistenzen großteils wirksam blieb. Ähnliches war bei Enterobacter spp. zu beobachten (89% und 16%). Die Ausnahme bildete E. coli, die Resistenzrate für CZA betrug in dieser Gruppe 55%. C/T wiederum zeigte sich ähnlich unwirksam (90%).

Bei 56,5% der Enterobacteriaceae konnte Carbapenemase-Produktion nachgewiesen werden (78% unter Klebsiellen, 10,5% unter Enterobacter spp., 60% unter E. coli). Klasse A wurde nur bei K. pneumoniae detektiert, unter Enterobacter spp. fanden sich nur zwei Stämme mit Enzymen der Klasse B. Mit einem Drittel insgesamt am häufigsten vertreten waren Carbapenemasen der Klasse D (OXA), gefolgt von Metallo-b-Lactamasen (20%).

CONCLUSIO: Sowohl C/T als auch CZA stellen zur Behandlung von 4MRGN P. aeruginosa- Stämmen eine mögliche therapeutische Alternative dar. Bei Resistenzraten von ca. 33 bzw. 50% ist eine Anwendung jedoch nur nach vorheriger Austestung möglich.

Gegenüber Enterobakterien der Klasse 4MRGN war C/T in nahezu allen Fällen unwirksam, wohingegen CZA aufgrund Fähigkeit des Avibactams, Carbapenemasen der Klasse A und D zu hemmen, eine gute Wirkung zeigte. Gegenüber Carbapenemasen der Klasse B das häufigste bei E. coli gefundene derartige Enzym besteht jedoch keine Wirksamkeit. Diese Befunde unterstreichen die Bedeutung einer mikrobiologischen Diagnostik, die auch die rasche Bestimmung von Carbapenemasen einschließt, vor allem bei kritisch kranken Patientinnen und Patienten in einem Umfeld, in dem mit dem Vorkommen multiresistenter Keime zu rechnen ist.

Abstract (English)

BACKGROUND: In the face of rising resistance rates among bacteria, there is need of new antibiotics effective against as many resistance mechanisms as possible especially as alternatives to carbapenems against which resistances have been reported as well. The relatively new combinations ceftolozane/tazobactam (C/T) and ceftazidime/avibactam (CZA) have proven to be successful alternatives in the treatment of complicated infections with multidrug-resistant gram-negative bacteria. However, non-susceptibility against these substances has already been observed. The aim of the study was to present local data from the Viennese university clinics concerning the susceptibility of P. aeruginosa and Enterobacteriaceae to these antibiotic agents.

METHODS: The sample was taken from the clinic-internal archive and consisted of the most recent isolates available (2015-2016). Only strains classified as 4MRGN (classification according to Robert Koch-Institut) were taken into account. The laboratory experiment was conducted with 116 (39 P. aeruginosa, 38 K. pneumoniae, 19 Enterobacter spp. and 20 E. coli) which were in vitro tested for their susceptibility to C/T and CZA (MIC determination and agar diffusion test). Enterobacteriaceae were also checked for carbapenemase- production through molecular biological testing.

RESULTS: Around one third (33%) of P. aeruginosa isolates were non-susceptible to C/T, Enterobacteriaceae showed a resistance rate of 95%. However, the latter were more responsive to CZA (26% resistances) than P. aeruginosa (49%). Co-resistances against both substances were detected in one quarter of the test strains (26%) of isolates in both collectives.

All K. pneumoniae strains were discovered to be resistant to C/T, whereas CZA remained widely effective (16% resistances). Similar results were seen for Enterobacter spp. (89% and 16%). E. coli showed not only a similarly low non-susceptibility to C/T (90%), but also high resistances against CZA (55%).

About 56,5% of Enterobacteriaceae were found to produce carbapenemases (78% of K. pneumoniae, 10,5% of Enterobacter spp., 60% of E. coli). Class A was only observed among Klebsiella, only two strains of Enterobacter produced class B carbapenemases. Most frequently detected were OXA-enzymes (33%) and metallo-b-lactamases (20%).

CONCLUSION: Both C/T as well as CZA represent a possible therapeutic alternative in the treatment of 4MRGN-classified strains of P. aeruginosa. With resistance rates of 33 or 50%, respectively, application should however only be considered after previous susceptibility testing.

C/T showed no effect against 4MRGN-Enterobacteriaceae in most cases, whereas CZA showed higher susceptibility due to avibactams ability to inhibit class A and D carbapenemases. There is nonetheless no effect vis-à-vis class B the most frequently found such enzyme among E. coli.

These findings underline the significance of microbiological diagnostics which include rapid detection of carbapenemases, especially for critically ill patients in environments in which multi-resistant bacteria can be expected.