Ocena wrażliwości na tygecyklinę klinicznych szczepów pałeczek

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2010, 62: 345 - 350
Sebastian Wardak1, Jolanta Szych2
Ocena wrażliwości na tygecyklinę klinicznych szczepów pałeczek
Campylobacter jejuni opornych na tetracyklinę*
Laboratoria Analiz Lekarskich ALAB,
Kierownik: mgr Zofia Węska
2
Zakład Bakteriologii NIZP - PZH w Warszawie
Kierownik: prof. dr hab. M. Jagielski
1
Oceniono wrażliwość na tygecyklinę opornych na tetracyklinę szczepów pałeczek Campylobacter jejuni izolowanych na terenie kraju w latach 2007-2008.
Stwierdzono, że wszystkie badane szczepy wykazywały in vitro wrażliwość
na tygecyklinę. Oznaczona wartość MIC tetracykliny i tygecykliny wobec
badanych szczepów wyniosła odpowiednio od 8 do 256 mg/l dla tetracykliny
oraz 0,06 mg/l dla tygecykliny.
W wielu krajach pałeczki C. jejuni są najczęściej izolowanym czynnikiem etiologicznym
bakteryjnych zakażeń przewodu pokarmowego u ludzi (2, 4). Drobnoustroje te wywołują
u ludzi odzwierzęcą chorobę zakaźną zwaną kampylobakteriozą przebiegającą najczęściej
pod postacią zapalenia żołądkowo-jelitowego lub zapalenia jelit (10). Pałeczki Campylobacter sporadycznie mogą wywołać bardzo groźne w skutkach zakażenia ogólnoustrojowe
takie jak posocznica, czy zapalenie opon mózgowo- rdzeniowych, zwykle u osób z grup
wysokiego ryzyka (osoby ze skrajnych grup wiekowych, kobiety w ciąży, osoby z niedoborami odporności). Obserwowano także infekcje w obrębie jamy brzusznej takie jak: ostre
zapalenie wyrostka robaczkowego, zapalenie pęcherzyka żółciowego, wrzodziejące zapalenie
okrężnicy, zapalenie węzłów chłonnych krezki, ropnie narządów wewnętrznych. Pałeczki
Campylobacter fetus mogą wywołać infekcje wewnątrzmaciczne i zakażenia okołoporodowe. Ponadto obserwowane są także późne powikłania kampylobakteriozy jak np. zespół
Guillain-Barré, zespół Millera-Fishera czy reaktywne zapalenie stawów. Szczególnie ciężki
przebieg choroby, zwłaszcza u osób z grup wysokiego ryzyka, wymaga leczenia etiotropowego. Lekami z wyboru w takich przypadkach są antybiotyki z grupy makrolidów (10, 12).
U dorosłych pacjentów stosowane są często antybiotyki z innych grup jak np. tetracykliny.
W ostatniej dekadzie na całym świecie zaobserwowano narastanie oporności na antybiotyki
i chemioterapeutyki wśród bakterii wywołujących zakażenie przewodu pokarmowego, w tym
także rosnącą lekooporność pałeczek z rodzaju Campylobacter (12). Stale podejmowane są
próby poszukiwania nowych antybiotyków lub modyfikowania cząsteczek już istniejących,
*
Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2010-2011 jako projekt badawczy
nr 0473/B/P01/2010/38
346
S. Wardak, J. Szych
Nr 4
które pozwoliłyby przezwyciężyć problem rozprzestrzeniania się oporności wśród bakterii. W ostatnich latach na rynek wprowadzono kilka nowych chemioterapeutyków, wśród
nich tygecyklinę zarejestrowaną przez FDA (US Food and Drug Administration) i przez
EMEA (European Medicines Agency) odpowiednio w 2005 i 2006 roku. Tygecyklina jest
syntetycznym analogiem tetracyklin, zaliczanym do nowej grupy glicylocyklin, powstałym
w wyniku modyfikacji cząsteczki minocykliny w wyniku czego uzyskano nowy antybiotyk
o szerokim spektrum działania wobec zarówno bakterii Gram-ujemnych jak i Gram-dodatnich
(1, 5, 7, 9, 11). W Polsce tygecyklina zarejestrowana jest do leczenia zakażeń skóry i tkanki
podskórnej oraz ciężkich zakażeń wewnątrzbrzusznych. Ze względu na stwierdzone szersze
spektrum działania i większą aktywność tygecykliny niż jej pierwowzoru – tetracykliny,
szczególnie interesujące jest badanie wrażliwości na tygecyklinę szczepów bakteryjnych
wykazujących oporność na tetracyklinę. Ponadto w piśmiennictwie światowym poza dwoma
doniesieniami brak jest informacji o wrażliwości pałeczek Campylobacter na powyższy lek
(6, 8). Celem obecnej pracy było zbadanie wrażliwości na tygecyklinę szczepów C. jejuni
wykazujących oporność wobec tetracykliny.
MATERIAŁ I METODY
S z c z e p y b a k t e r y j n e . Przedmiotem badań było 94 opornych na tetracyklinę
szczepów pałeczek C. jejuni spośród 306 przebadanych izolatów tych drobnoustrojów wyosobnionych od ludzi ze sporadycznych przypadków zakażeń w latach 2007-2008 zarówno
w Zakładzie Bakteriologii NIZP-PZH jak i innych laboratoriach mikrobiologicznych na
terenie kraju. Podstawą identyfikacji Campylobacter sp. było stwierdzenie wzrostu w warunkach mikroaerofilnych (generatory warunków mikroaerofilnych CampyGen OXOID)
i brak wzrostu w warunkach tlenowych, zdolność wytwarzania katalazy i oksydazy, dodatni
wynik testu na hydrolizę octanu indoksylu oraz zdolność ruchu. Różnicowanie w obrębie
rodzaju Campylobacter prowadzono na podstawie zdolności do hydrolizy hipuranu sodu.
Reidentyfikacja izolatów pałeczek C. jejuni. Wszystkie nadsyłane do badań
izolaty pałeczek C. jejuni były reidentyfikowane. Przynależność do określonego gatunku
pałeczek Campylobacter stanowiących przedmiot badań została potwierdzona w reakcji
PCR. Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z wytycznymi zaproponowanymi przez
Global Foodborne Infections Network (dawniej WHO Global Salm-Surv), zgodnie z metodyką opisaną przez Vandamme i wsp. (13). Jako kontrolę użyto referencyjnych szczepów
C. jejuni ATCC 33560 oraz C. coli ATTC 33559.
O z n a c z e n i e l e k o w r a ż l i w o ś c i s z c z e p ó w. Wrażliwość na tetracyklinę (Sigma)
i tygecyklinę (Wyeth) badanych szczepów określono metodą oznaczenia najmniejszego
stężenia hamującego (MIC) na podłożu stałym Mueller - Hinton z 5% dodatkiem krwi
baraniej (bioMerieux). Jako kontroli użyto referencyjnego szczepu C. jejuni ATCC 33560.
Hodowlę inkubowano przez 24 godz. w temp. 42°C w warunkach mikroaerofilnych. Interpretacji wyników dokonywano zgodnie z zaleceniami EUCAST stosując uniwersalne
punkty odcięcia, niezwiązane z określonymi gatunkami bakterii tzw. non species related
braekpoints (3). Szczep uznawano za oporny, jeżeli wartość MIC wynosiła ≥ 4 mg/l dla
tetracykliny i ≥ 0,5 mg/l dla tygecykliny.
Nr 4
Wrażliwość na tygecyklinę C. jejuni
347
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
W krajach Unii Europejskiej pałeczki Campylobacter należą do najczęściej izolowanych etiologicznych czynników zatruć pokarmowych pochodzenia bakteryjnego u ludzi
(2). Zakażenia pałeczkami Campylobacter, zwłaszcza o bardzo ostrym przebiegu lub dotyczące osób z grup wysokiego ryzyka, mogą wymagać zastosowania antybiotykoterapii.
Poza makrolidami w leczeniu ostrych przypadków kampylobakteriozy stosowane są teracykliny i fluorochinolony. Antybiotyki z grupy tetracyklin są ważną grupą antybiotyków
stosowanych u dorosłych ludzi w zakażeniach spowodowanych przez wiele gatunków
bakterii. Antybiotyki te należą do leków o działaniu bakteriostatycznym, a mechanizm
działania polega na blokowaniu biosyntezy białka drobnoustrojów. Obserwowany w wielu
krajach gwałtowny wzrost odsetka szczepów Campylobacter opornych na antybiotyki i
chemioterapeutyki stanowić może poważny problem dla zdrowia publicznego, ze względu
na ograniczenie możliwości skutecznego leczenia wymagających tego zakażeń. W badaniach własnych oznaczenia lekowrażliwości klinicznych szczepów C. jejuni izolowanych
w naszym kraju, finansowanych przez międzynarodową sieć doskonałości MED-VET-NET,
NIZP-PZH oraz częściowo ze środków na naukę jako projekt badawczy nr NN 404253233
przeprowadzonych, metodą E-test® zaobserwowano wzrost odsetka szczepów opornych na
tetracyklinę z 8,8-13,7% w latach 2003-2005 (15, 17) do 23% w latach 2005-2007 (14, 16).
Natomiast w roku 2008 pośród 164 badanych szczepów pałeczek C. jejuni, które stanowiły
60% wszystkich izolowanych w Polsce szczepów należących do rodzaju Campylobacter
(wg. danych NIZP-PZH w 2008 roku w Polsce zarejestrowano 271 przypadków kampylobakteriozy), 66 szczepów wykazywało oporność na ten antybiotyk (dane nieopublikowane).
Tak więc odsetek szczepów tetracyklinoopornych wzrósł do poziomu aż 40%. Co więcej
szczepy te wykazywały także prawie w 80% przypadków (52 z 66 szczepów) oporność na
ciprofloksacynę, co wykluczyło zastosowanie fluorochinolonów w przypadku konieczności
włączenia etiotropowego leczenia zakażeń wywołanych przez pałeczki C. jejuni.
W związku z obserwowanym na całym świecie narastaniem lekooporności bakterii od
wielu lat firmy farmaceutyczne prowadzą badania mające na celu poszukiwanie nowych,
bądź modyfikację obecnie stosowanych antybiotyków i chemioterapeutyków. Tygecyklina
jest jednym z najnowszych antybiotyków na rynku farmaceutycznym. Jest ona syntetycznym analogiem tetracykliny powstałym w wyniku modyfikacji struktury antybiotyku przez
przyłączenie grupy 9-t-butylglicyloamidowej do minocykliny (7, 9, 11). Zmiana ta pozwoliła
na uzyskanie antybiotyku o szerszym spektrum działania niż tetracyklina, obejmującym
zarówno bakterie Gram-dodatnie jak i Gram-ujemne. Ponadto antybiotyk ten wykazał aktywność wobec opornych na wiele innych leków bakterii takich jak np. metycylinooporne
szczepy Staphylococcus aureus (MRSA), wankomycynooporne szczepy Enterococcus
fecalis (VRE), oraz oporne na tetracyklinę, aminoglikozydy, karbapenemy, fluorochinolony
i wytwarzające ESBL pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae (11).
W obecnych badaniach przeprowadzono ocenę wrażliwości na tygecyklinę 94 szczepów
pałeczek C. jejuni opornych na tetracyklinę, izolowanych na terenie kraju w latach 20072008. Wartość MIC tetracykliny dla badanych szczepów oznaczona metodą rozcieńczenia
antybiotyku w podłożu wynosiła od 8 do 256 mg/l (Tabela I). W wyniku przeprowadzonych
badań stwierdzono, że wszystkie szczepy wykazywały in vitro wrażliwość na tygecyklinę.
Oznaczona wartość MIC tygecykliny wyniosła 0,06 mg/l (Tabela I). Podobne wyniki uzyskali
348
S. Wardak, J. Szych
Nr 4
Tabela I. Wartości MIC (w mg/l) tetracykliny oraz tygecykliny wobec badanych szczepów pałeczek
C. jejuni (n=94)
Wartość MIC
512
256
128
64
32
16
8
4
2
tetracykliny
Liczba
0
2
23
42
21
4
2
0
0
szczepów
Wartość MIC
4
2
1
0,50
0,25
0,125
0,06
0,03
0,015
tygecykliny
Liczba
0
0
0
0
0
0
94
0
0
szczepów
Rodríguez-Avial i wsp. (8), którzy także stwierdzili całkowitą wrażliwość in vitro na tygecyklinę
badanych szczepów Campylobacter sp. Autorzy ci przeprowadzili badania 236 klinicznych
szczepów Campylobacter sp. spośród których 166 (70%) i 199 (84%) wykazywało oporność
odpowiednio na tetracyklinę i ciprofloksacynę. Stwierdzili oni całkowitą wrażliwość na tygecyklinę zarówno pośród szczepów opornych jak i wrażliwych na tetracyklinę i ciprofloksacynę.
Zaobserwowali też, że zakres wartości MIC tygecykliny dla badanych szczepów wyniósł od
0,03 do 0,06 mg/l z wartością MIC90 0,06 mg/l. Także badania przeprowadzone metodą E-test®
przez Lehtopolku i wsp. (6) na grupie 238 szczepów Campylobacter pochodzących z kolekcji
szczepów izolowanych od ludzi w Finlandii w latach 2003-2005 wskazują na wysoką wrażliwość tych drobnoustrojów na tygecyklinę. Wartości MIC50 i MIC90 tygecykliny dla szczepów
Campylobacter opornych na erytromycynę wyniosły odpowiednio 0,008 i 0,023 oraz 0,008
i 0,032 mg/l dla szczepów wrażliwych na ten antybiotyk.
Wyniki uzyskane w obecnych badaniach, przeprowadzonych na dobrze scharakteryzowanej grupie szczepów pałeczek C. jejuni opornych na tetracyklinę, wskazujące na pełną
wrażliwość badanych szczepów C. jejuni na tygecyklinę, mogą pozwolić na ewentualną zmianę
zaleceń dotyczących terapii ostrych zakażeń wewnątrz jamy brzusznej pałeczkami Campylobacter w przypadku szczepów lekoopornych lub przy braku tolerancji organizmu pacjenta dla
standardowego leczenia antybiotykami z grupy makrolidów. Należy jednak pamiętać, że nowe
leki stanowią często ostatnią możliwość leczenia zakażeń wywołanych przez wielolekooporne
szczepy różnych bakterii. Rosnące zużycie antybiotyków i chemioterapeutyków zarówno w
profilaktyce jak i w leczeniu zakażeń ludzi i zwierząt doprowadza do rozprzestrzeniania się
w środowisku szczepów bakterii chorobotwórczych dla człowieka, opornych na stosowane
leki. Nieprawidłowo prowadzona terapia antybakteryjna może prowadzić do selekcji opornych
szczepów bakteryjnych, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia człowieka. Bez wprowadzenia dokładnego monitoringu zużycia antybiotyków kosztowne badania mające na celu
wprowadzenie nowych, ulepszonych antybiotyków, mogą więc szybko zakończyć się porażką.
Tak więc, pomimo wykazanej w obecnej pracy oraz w badaniach przeprowadzonych przez
innych autorów wrażliwości na tygecyklinę tetracyklinoopornych szczepów C. jejuni, należy
pamiętać, że bez uzasadnionych wskazań każde zastosowanie antybiotyku o rozszerzonym
spektrum działania, lub jego nadużywanie, może doprowadzić wkrótce do szybkiego nabycia
i narastania oporności również na ten nowy lek, nie tylko u pałeczek z rodzaju Campylobacter
ale także bakterii należących do innych rodzajów.
Podziękowania
Autorzy dziękują firmie Wyeth za udostępnienie preparatu tygecykliny w substancji.
Nr 4
Wrażliwość na tygecyklinę C. jejuni
349
S. Wa r d a k , J . S zyc h
Tigecicline susceptibilities of tetracycline-resistant Campylobacter jejuni clinical strains
isolated in Poland
SUMMARY
Campylobacteriosis is a significant public health problem in many developed countries. Campylobacter jejuni is one of the leading causes of food-borne gastroenteritis and enteritis in humans.
Treatment of campylobacteriosis is required in severe clinical infections, extraintestinal infections
and in immunocompromised patients. Erythromycin is the proposed drug of choice for the treatment
of Campylobacter infections. However, tetracycline and fluoroquinolones (ciprofloxacin) are also
clinically effective agents for treating infections caused by Campylobacter spp. High prevalence of
C. jejuni resistant to fluoroquinolone and tetracycline have been recently reported in many countries.
In human medicine new agents for the treatment of many serious infections are acutely needed in
hospital practice. Tigecycline is a member of a new group of antibiotics - the glycylcyclines with
an expanded microbiological spectrum. In our study we will determine the susceptibility of polish,
resistant to tetracycline clinical C. jejuni isolates to tigecycline. All 94 tetracycline-resiststant C.
jejuni strains, with MICs between 8 and 256 mg/l, isolated between 2007 and 2008 were susceptible
to tigecycline, with MICs 0,06 mg/l. Tigecycline may has potential theraputic role in the treatment of
serious Campylobacter infections.
PIŚMIENNICTWO
1.Bhattacharya M, Parakh A, Narang M. Tigecycline. J Postgrad Med 2009; 55: 65-8.
2. EFSA report: The community summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents
and food-borne outbreaks, in the European Union in 2008. EFSA Journal; 2010 8(1): 1496
3. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). http://www.eucast.org/
fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Disk_test_documents/EUCAST_breakpoints_v1.1.pdf
4. Friedman C R, Nejmann J, Wegener HC, Tauxe RV. Epidemiology of Campylobacter jejuni
infections in the United States and other industrialized nations, [W:] Nachamkin I, Blaser M J.
Campylobacter, wydanie II, Washington, DC, ASM Press 2000: 121-38.
5. Jamal WY, Al Hashem G, Khodakhast F, Rotimi VO. Comparative in vitro activity of tigecycline
and nine other antibiotics against gram-negative bacterial isolates, including ESBL-producing
strains. J Chemother 2009; 21: 261-6
6. Lehtopolku M, Nakari UM, Kotilainen P i inni. Antimicrobial susceptibilities of multidrug-resistant
Campylobacter jejuni and C. coli strains: in vitro activities of 20 antimicrobial agents. Antimicrob
Agents Chemother 2010; 54: 1232-6.
7. Peterson LR. A review of tigecycline – the first glycylcycline. Int J Antimicrob Agents 2008; 32:
215-22.
8. Rodríguez-Avial I, Rodríguez-Avial C, López O i inni. In vitro activity of tigecycline (GAR-936)
and other antimicrobials against tetracycline- and ciprofloxacin-resistant Campylobacter clinical
isolates. Int J Antimicrob Agents 2006; 27:303-6.
9. Sacha P, Jasiński W, Wieczorek P i inni. Tygecyklina – wrażliwość in vitro wybranych patogenów
izolowanych z zakażeń ropnych. Zakażenia 2010; 1: 42-6.
10. Skirrow MB, Blaser MJ. Clinical aspects of Campylobacter infection, [W:] Nachamkin I i Blaser
M J. Campylobacter, wydanie II, Washington, DC, ASM Press 2000: 69-88.
11. Stefaniuk E i Hryniewicz W. Tygecyklina – pierwszy antybiotyk z grupy glicylocyklin. Medycyna
Zakażeń 15: 512-5.
350
S. Wardak, J. Szych
Nr 4
12. Taylor DE i Tracz DM. Mechanisms of antimicrobial resistance in Campylobacter, [W] Ketley JM
i Konkel ME. Campylobacter. Molecular and cellular biology, Norfolk, UK, Horizon Bioscience
2005:193-204.
13. Vandamme P, Dewhirst FE, Paster BJ, On SLW. Campylobacteraceae Vandamme and De Ley
1991, [W:] Garrity GM, Brenner DJ, Krieg NR, Staley JT. Bergey’s manual of systematic bacteriology, wydanie II, Vol. 2, Część C, New York, Springer 2005: 1145-60.
14. Wardak S, Jagielski M. Ocena przydatności wybranych metod genotypowych i fenotypowych do
wewnątrzgatunkowego różnicowania pałeczek Campylobacter jejuni oraz Campylobacter coli
izolowanych od ludzi. I. Przydatność biotypowania, określania profilu lekooporności i profilu
plazmidowego oraz plazmidowego wzoru restrykcyjnego. Med Dośw Mikrobiol 2009; 61: 47-61.
15. Wardak S, Szych J, Cieślik A, Borowski W. Zakażenia pałeczkami Campylobacter u dzieci leczonych w SZPZOZ im. Dzieci Warszawy w Dziekanowie Leśnym, Oddział w Warszawie w latach
2003-2004. Pediatria Pol 2005; 80: 1108-12.
16. Wardak S, Szych J, Duda U. Wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów pałeczek
Campylobacter sp. izolowanych od ludzi w latach 2005-2006 w regionie bielsko-bialskim. Med
Dośw Mikrobiol 2007; 59: 43-9.
17. Wardak S, Szych J, Zasada AA, Gierczyński R. Antibiotic resistance of Campylobacter jejuni
and Campylobacter coli clinical isolates from Poland. Antimicrob Agents Chemother 2007; 51:
1123-5.
Otrzymano: 16. 11. 2010 r.
Adres Autora: 00-739 Warszawa, ul. Stępińska 22/30, ALAB Laboratoria Sp. z o. o.