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1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert Koch-Institut, Bereich Wernigerode GeQiK: Landesverfahren QS MRE – Einführung der Erfassung von Screening und Befunden von 4MRGN 08.10.2015, Stuttgart

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Page 1: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

1

4MRGN

Vorkommen

Verbreitung

Diagnostik

Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen

Robert Koch-Institut Bereich Wernigerode

GeQiK Landesverfahren QS MRE ndash Einfuumlhrung der Erfassung von Screening und Befunden von 4MRGN

08102015 Stuttgart

2

KRINKO-Definition Bundesgesundheitsblatt 102012

Die MRGN-Definition der Multiresistenz dient vorwiegend hygienerelevanten Fragestellungen im Krankenhaus

MRGN ndash multiresistente Gram-negative Erreger

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

4MRGN Resistenz gegenuumlber Penicillinen (Piperacillin) 3 Gen Cephalosporinen (CefotaximCeftazidim) Fluorchinolonen (Ciprofloxacin) und Carbapenemen (ImipenemMeropenem)

Nachweis einer Carbapenemase

3

Carbapenemresistenz in Europa

Imipenemresistenz

E coli (2014)

Germany Ears-Net Surveillance Report 2013

K pneumoniae (2014)

httpsarsrkide (Stand 11082015)

stationaumlr le 01

ambulant le 01

stationaumlr 04

ambulant 02

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii (2014)

stationaumlr 66

ambulant 09

4

4 MRGN in Germany httpsarsrkide

ambulant stationaumlr Intensivstationen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii

5

Resistenz amp Antibiotikaeinsatz

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Resistance to imipenem K pneumoniae

Resistance to imipenem P aeruginosa

Resistance to imipenem Acinetobacter spp

usage carbapenems

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Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

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Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

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Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

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Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

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Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

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Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 2: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

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KRINKO-Definition Bundesgesundheitsblatt 102012

Die MRGN-Definition der Multiresistenz dient vorwiegend hygienerelevanten Fragestellungen im Krankenhaus

MRGN ndash multiresistente Gram-negative Erreger

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

4MRGN Resistenz gegenuumlber Penicillinen (Piperacillin) 3 Gen Cephalosporinen (CefotaximCeftazidim) Fluorchinolonen (Ciprofloxacin) und Carbapenemen (ImipenemMeropenem)

Nachweis einer Carbapenemase

3

Carbapenemresistenz in Europa

Imipenemresistenz

E coli (2014)

Germany Ears-Net Surveillance Report 2013

K pneumoniae (2014)

httpsarsrkide (Stand 11082015)

stationaumlr le 01

ambulant le 01

stationaumlr 04

ambulant 02

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii (2014)

stationaumlr 66

ambulant 09

4

4 MRGN in Germany httpsarsrkide

ambulant stationaumlr Intensivstationen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii

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Resistenz amp Antibiotikaeinsatz

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Resistance to imipenem K pneumoniae

Resistance to imipenem P aeruginosa

Resistance to imipenem Acinetobacter spp

usage carbapenems

6

Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

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Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

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Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

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2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

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Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

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Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 3: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

3

Carbapenemresistenz in Europa

Imipenemresistenz

E coli (2014)

Germany Ears-Net Surveillance Report 2013

K pneumoniae (2014)

httpsarsrkide (Stand 11082015)

stationaumlr le 01

ambulant le 01

stationaumlr 04

ambulant 02

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii (2014)

stationaumlr 66

ambulant 09

4

4 MRGN in Germany httpsarsrkide

ambulant stationaumlr Intensivstationen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii

5

Resistenz amp Antibiotikaeinsatz

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Resistance to imipenem K pneumoniae

Resistance to imipenem P aeruginosa

Resistance to imipenem Acinetobacter spp

usage carbapenems

6

Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 4: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

4

4 MRGN in Germany httpsarsrkide

ambulant stationaumlr Intensivstationen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

A baumannii

5

Resistenz amp Antibiotikaeinsatz

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Resistance to imipenem K pneumoniae

Resistance to imipenem P aeruginosa

Resistance to imipenem Acinetobacter spp

usage carbapenems

6

Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 5: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

5

Resistenz amp Antibiotikaeinsatz

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Resistance to imipenem K pneumoniae

Resistance to imipenem P aeruginosa

Resistance to imipenem Acinetobacter spp

usage carbapenems

6

Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 6: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

6

Yvonne Pfeifer

Carbapenem-Resistenzmechanismen

Efflux-Pumpen

Porinverlust

Carbapenemase-Bildung

Mutationen in Poringenen fuumlhren zum Porinverlust (Permeabilitaumltsverlust) Porine = Auszligenmembranproteine (OMP outer menbrane proteins)

Kommt ESBLAmpC-Bildung hinzu Carbapenemresistenz (ETP MPM)

Haumlufig bei Enterobacter aerogenes (gt90) K pneumoniae

Enzymatische Spaltung der Carbapeneme durch spezielle β-Laktamasen = Carbapenemasen

Aktiver Transport von antibiotischen Substanzen nach auszligen zB haumlufig bei P aeruginosa (gt80)

Abb sitemakerumichedufilesresistancegif

Periplasmic space

Outer membrane

Inner membrane

β-lactamase

Periplasmic space Outer membrane

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 7: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

7 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemresistenz amp Carbapenemase-Bildung

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 8: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

8

KPC bdquoKlebsiella pneumoniae Carbapenemaseldquo uumlberwiegend in K pneumoniae

Import aus bdquoEndemiegebietenldquo (zB Griechenland Israel Italien)

VIM bdquoVerona Integron-borne Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und P aeruginosa Import aus Mittelmeerregion (Italien Griechenland)

NDM bdquoNeu-Delhi Metallo-Beta-Laktamaseldquo in Enterobacteriaceae und A baumannii aus Indien Nordafrika Balkan Arab Raum

OXA-48 in Enterobacteriaceae Import uumlberwiegend aus Tuumlrkei Nordafrika Indien

OXA-237258 ausschlieszliglich und weit verbreitet in Acinetobacter spp

Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

IMP selten in E cloacae K pneumoniae haumlufiger in P aeruginosa

GIM bdquoGerman Imipenemaseldquo vereinzelt in NRW vorkommend in E cloacae S marcescens P aeruginosa A pittii

AIM bdquoAdelaide Imipenemaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

FIM bdquoFlorence Imipenemaseldquo Einzelnachweise in P aeruginosa

DIM bdquoDutch Imipenemaseldquo Einzelnachweise in Pseudomonas spp

SIM bdquoSeoul Imipenemaseldquo Einzelnachweis in A baumannii

SPM bdquoSatildeo Paulo metallo-β-lactamaseldquo Einzelnachweis in P aeruginosa

Carbapenemasen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 9: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

9

4MRGN - Verbreitungstrategien

DNA-Makrorestriktion + Pulsfeld-Gelektrophorese (PFGE)

Unterscheidung AusbruchsisolatNicht-Ausbruchsisolat

Klonale Verbreitung resistenter Bakterien-Staumlmme (Klone)

A A B C C Klinik B

Patient 1 Patient 2 Patient 3

Verbreitung der Carbapenemase-Gene durch Horizontalen Gentransfer (HGT)

Lage der Carbapenemase-Gene innerhalb von mobilen genetischen Elementen (zB Transposons) auf konjugativen Plasmiden

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Ausbreitung von Resistenz-

Plasmiden zwischen

verschiedenen Spezies

BA

A Donor

B Rezipient

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Unterscheidung (internationaler) klonaler Linien

Multilocus Sequence Typing (MLST)

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 10: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

10

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 11: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

11

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Daten aus 2014 des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum Dr Martin Kaase

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 12: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

12

2009 2010 2011 2012 2013

0

50

100

150

200

250

300

350

OXA-48

KPC-2

KPC-3

VIM-1

NDM-1

Carbapenemasen

Carbapenemase-Nachweise in Deutschland

Nachweise Carbapenemase-bildender Gram-negativer Bakterien 2009-2013

Daten des Nationalen Referenzzentrums fuumlr gramnegative Krankenhauserreger Bochum (Dr Martin Kaase) Epidemiol Bulletin 432014

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 13: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

13 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

Enterobacteriaceae

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 14: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

14

Carbapenemase-Nachweise im NRZ Januar bis August 2015

A baumannii

P aeruginosa

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 15: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

15

Stolle I Prenger-Berninghoff E Stamm I Scheufen S Hassdenteufel E Guenther S Bethe A Pfeifer Y Ewers C Emergence of OXA-48 carbapenemase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in dogs J Antimicrob Chemother 2013 Dec68(12)2802-8

Carbapenemase-Bildner beim Tier

Villa L Guerra B Schmoger S Fischer J Helmuth R Zong Z Garciacutea-Fernaacutendez A Carattoli A IncAC plasmid carrying blaNDM-1 blaCMY-16 and fosA3 in Salmonella enterica Corvallis from a migratory wild bird in Germany Antimicrob Agents Chemother 2015 Jul 13

Fischer J Rodriacuteguez I Schmoger S Friese A Roesler U Helmuth R Guerra B Escherichia coli producing VIM-1 carbapenemase isolated on a pig farm J Antimicrob Chemother 2012 Jul67(7)

- Transfer resistenter Staumlmme Mensch Tier

- Weiterverbreitung durch Carbapenemase-Gentransfer uumlber konjugative Plasmide

- Risiko unkontrollierter Weiterverbreitung in der Tierproduktion

- Niedrige MHK Carbapenemase-bildender Isolate vom Tier erschweren die Detektion

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 16: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

16

Carbapenemase-Bildner auf Reisen

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Leistner R et al Prevalence of MRSA and Gram-negative bacteria with ESBLs and carbapenemases in patients from Northern Africa at a German hospital J Antimicrob Chemother 2015 in press

4MRGN als bdquoMitbringselldquo (meist rektale Kolonisation) von Patienten die zuvor (im Ausland) stationaumlr behandelt wurden

4MRGN-Kolonisation durch Aufenthalt in Hochpraumlvalenz-Regionen (Asien insbes Indien) ohne Kontakt zum Gesundheitssystem ist denkbar da 4MRGN dort in der Umwelt gefunden wurden

Beim Screening zu beachten Oft sind Patienten mit vorheriger Hospitalisierung im Ausland mit mehreren 4MRGN-Spezies (ua A baumannii) besiedelt

Eingangsscreening 213 Patienten 5 Patienten (23) mit OXA-48-EcKp OXA-23-Ab

Ehrhard I et al Praumlvalenzerhebung zum Vorkommen von Carbapenemase-Bildnern in saumlchsischen Kliniken Bundesgesundheitsblatt 201457406-413

Wendt C et al First outbreak of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing K pneumoniae in Germany Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010 May29(5)563-70

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 17: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

Molekulare Diagnostik Carbapenem-resistenter gram-negativer Isolate

A baumannii n=50 (Zeitraum 3 Monate respirator Materialien) Enterobacteriaceae n=30 (Zeitraum 1 Jahr uumlberwiegend Harnwegsinfektionen) A baumannii - Neun verschiedene Klone mit OXA-23 oder OXA-72 Carbapenemase - Isolate der internationalen klonalen Line IC 2 dominant - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Proteus mirabilis - Multiresistenter Stamm mit VIM-1 Carbapenemase CMY-99 (AmpC) und

SHV-12 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (13 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit PIPTAZ Fosfomycin

E coli - Multiresistenter Stamm mit NDM-1 Carbapenemase CMY-4 (AmpC) und

CTX-M-15 (ESBL) uumlber ein Jahr in der Klinik nachweisbar (5 Patienten) - Antimikrobielle Empfindlichkeit Colistin

Beispiel 4MRGN in Bulgarien

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Krankenhaus Military Medical Academy Sofia Bulgaria

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 171

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 18: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

18

Beispiel bdquo4MRGN-Multispezies-Ausbruchldquo in Hessen

Von Oktober 2013 bis Sept 2014 Nachweis Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae

Epidemiol Bulletin 242014

Analyse NRZ BochumUni Gieszligen KPC-2 Carbapenemase-Bildung in verschiedenen Spezies (C freundii K oxytoca K pneumoniae E coli)

in einer Klinik bei 132 Patienten (uumlberwiegend rektale Kolonisation)

Folgescreening von 13 Patienten mit nachgewiesener Besiedlung durch KPC-2-Bildner

(Carba-Smart Agar Biomerieux) KPC-2 E coli

KPC-2 K pneumoniae

KPC-2 Citrobacter spp ua

Nachweis der rektalen Kolonisation mit mind 2 verschiedenen KPC-2-bildenden Spezies bei 8 von 13 Patienten (E coli C freundii) Plasmidtransfer zwischen den verschiedenen Spezies nachweisbar (Konjugationsversuch)

FAZIT Ein epidemiologischer Zusammenhang kann auch bei Nachweis verschiedener 4MRGN Spezies nicht ausgeschlossen werden

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Pfeifer et al DGHM Poster MSP 170

Yao Y et al 2014

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 19: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

19

Screening Carbapenem-resistente Bakterien (Carbapenemase-Bildner)

Bsp Brilliance CRE Agar (Oxoid) ChromID CarbaCarba smart (Biomerieux) Chromagar KPC (MAST) SUPERCARBA medium (Nordmann P et al JCM 2012)

Chromogene Selektivmedien fuumlr Carbapenemase-bildende Bakterien Enthalten Meropenem oder Ertapenem Girlich D et al 2013 Diagn Microbiol

Infect Dis 75 214-217

Carbapenemase-Diagnostik

Automatensystemhinweis Resistent o intermediaumlr-resistent gegen ImipenemMeropemenErtapenem bdquoCarbapenemasebildung (KPC oder MBL) oder Permeabilitaumltsverlust +

ESBLHigh-Level-Cephalosporinaseldquo

Phaumlnotyp Resistenz gegen Aminoacylpenicilline 1-4 Gen Cephalosporine und reduzierte Empfindlichkeit gegenuumlber Carbapenemen

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam Metallo-Beta-Laktamasen (MBL)

Carbapenemase-Inhibitoren EDTA (MBL) Borsaumlure (KPC)

Yvonne Pfeifer

mod Hodge Test molekularen Bestaumltigung (NRZ)

GeQiK Stuttgart 09102015

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

pfeiferyrkide

Page 20: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

20 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Carbapenemase-Phaumlnotyp

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R SI S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48

AMP PIPTAZ CTX CAZ IPM MPM ETP

R R R IR 05 - gt 32 025 - gt 32 R

OXA-48 + ESBL

Empfindlich gegenuumlber CeftazidimCefotaxim (wenn kein ESBL vorhanden) Ertapenemresistenz + Temocillinresistenz Mod Hodge Test als Nachweis geeignet

AMP PIPTAZ CTX ATM IPM MPM ETP

R R R S 05 - gt 32 025 - gt 32 R

VIMNDM

AMP PIPTAZ CTX IPM MPM ETP

R R R 05 - gt 32 025 - gt 32 R

KPC

Empfindlich gegenuumlber Aztreonam (nur wenn zusaumltzlich keine ESBL vorhanden sind) Hemmbarkeit durch EDTA-Derivate Disk-TestsEtests

Hemmbarkeit durch Borsaumlure-Derivate (Disk-testsEtests)

AMP Ampicillin PIPTAZ PiperacillinTazobactam CTX Cefotaxim ATM Aztreonam ETP Ertapenem MPM Meropenem IPM Imipenem

21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

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Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

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21

Diagnostik Carbapenemase-Bildung

Yvonne Pfeifer

Mod Hodge-Test

E coli ndash ATCC Referenzstamm Carbapenem-sensibel

K pneumoniae Carbapenem-sensibel K pneumoniae

Carbapenemase Bildner

Modified Hodge Test

- Allgemeine Bestaumltigung der Carbapenemase-Bildung zB OXA-48 KPC MBL

Geringe Spezifitaumlt Falsch positive Ergebnisse (zB AmpC-Bildner) Unterschiedliche Sensitivitaumlt Falsch negative Ergebnisse (zb geringe Carbapenemase-Bildung)

Disks

Imipenem

Meropenem

Ertapenem

Girlich D Poirel L Nordmann P 2012 Value of the modified Hodge test for detection of emerging carbapenemases in Enterobacteriacae J Clin Microbiol 50 477-479

K pneumoniae Carbapenem-resistent aber ohne Carbapenemase

GeQiK Stuttgart 09102015

22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

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24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

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26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

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Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

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Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

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Michael Pietsch

Kirstin Ganske

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Muna Abu Sin

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22 Yvonne Pfeifer

Carba NP Test

Nordmann P Poirel L Dortet L Rapid detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae Emerg Infect Dis 2012 181503-7

To rapidly identify carbapenemase producers in Enterobacteriaceae we developed the Carba NP test The test uses isolated bacterial colonies and is based on in vitro hydrolysis of a carbapenem imipenem It was 100 sensitive and specific compared with molecular-based techniques This rapid (lt2 hours) inexpensive technique may be implemented in any laboratory

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Blue Carba Test

Blue-Carba an Easy Biochemical Test for Detection of Diverse Carbapenemase Producers Directly from Bacterial Cultures J Clin Microbiol 2013 514281-83

J Pires Acirc Novais and L Peixe

Advantages direct use of colonies (instead of bacterial extracts that need the extraction buffer (B-PER II) reduced cost per reaction due to use of Tienam (ca 10times cheaper than an imipenem monohydrate formula)

RAPIDECreg CARBA NP Biomerieux

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

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24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

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Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

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Page 23: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

23 Yvonne Pfeifer

Beispiele bdquoKPCMBLAmpC ID-Testldquo (Rosco Diagn) oder bdquoCarba-D70Cldquo Test (MAST)

MRP Meropenem

MR+DP Meropenem + MBL-Inhibitor MR+CL Meropenem + AmpC-Inhibitor

MR+BO Meropenem + KPC-Inhibitor

Borsaumlurederivat = KPC-Inhibitor EDTA-Derivat = MBL-Inhibitor

KPC-positiv MBL-positiv (zB VIM NDM)

Diagnostik Carbapenemase-Bestaumltigungstests

GeQiK Stuttgart 09102015

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

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Guido Werner

Michael Pietsch

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Gottfried Wilharm

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Encho Savov Sofia Bulgaria

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Anika Schielke

Constanze Wendt Labor Limbach

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Page 24: Vorkommen Verbreitung Diagnostik - geqik.de · PDF file1 4MRGN: Vorkommen Verbreitung Diagnostik Yvonne Pfeifer FG13 Nosokomiale Infektionserreger und Antibiotikaresistenzen Robert

24

Etest Metallo-beta-lactamases (MBL)

Imipenem

K pneumoniae VIM-1

Imipenem + EDTA

(MBL inhibitor)

E coli NDM-1

Metallo-β-Laktamase-positiv

Deformation of ellipsephantom zone

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

26 Yvonne Pfeifer

Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

Hrabaacutek et al JCM 2012

Burckhardt et al JCM 2011

Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

GeQiK Stuttgart 09102015

Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

Vielen Dank

27 Yvonne Pfeifer GeQiK Stuttgart 09102015

Martin Kaase NRZ Bochum

Guido Werner

Michael Pietsch

Kirstin Ganske

Gottfried Wilharm

Sibylle Muumlller-Bertling

RKI Wernigerode

Encho Savov Sofia Bulgaria

Martin Mielke

Hans-Peter Blank

Muna Abu Sin

RKI Berlin

Anika Schielke

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25

Limitationen Etest metallo-beta-lactamases (MBL)

Metallo-β-Laktamase-Verdacht

S marcescens GIM-1 (MBL)

S marcescens MIC imipenem 1mgL

Mod Hodge-Test nicht eindeutig +-

MIC meropenem 1mgL MIC ertapenem 4mgL

Phantom zone

Keine MBL-Bildung

narrow ellipse

P aeruginosa MIC imipenem gt16 mgL

Generelle Wachstumshemmung durch EDTA (auch bei A baumannii haumlufig)

Falsch-positiver Test

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Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

Bernabeu et al DMID 2012

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Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

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Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

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Imipenemmeropenem hydrolysis + confirmation with UV-Spec or MALDI-TOF

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Schnelldiagnostik Carbapenemase-Bildung

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Molekulare Diagnostik Direktnachweis der Carbapenemase-Gene

Isothermale Amplifikation + RT-basierte Messung

PCR + Hybridisierung mit spezifischen Oligonucletid-Sonden + Microarray Detektion

Real-Time-PCR-Nachweis der Carbapenemase-Gene

On-demand detection (ca 1h) and differentiation of KPC NDM VIM IMP-1 and OXA-48 (now covering OXA-181 amp OXA-232) from a screening sample (rectal swab)

Includes various carbapenemase and ESBL targets including emerging types and those typically found in non-fermenters Nachweis aus bakterieller Kultur in ca 6h

rapid identification of prevalent carbapenemase genes in 30 min from a screening sample (rectal swab)

27

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27

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