UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA FARMACIJO ENIKŐ BALASKÓ DIPLOMSKA NALOGA. Univerzitetni študij farmacije

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA FARMACIJO ENIKŐ BALASKÓ DIPLOMSKA NALOGA Univerzitetni študij farmacije Ljubljana, 2011

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA FARMACIJO ENIKŐ BALASKÓ UGOTAVLJANJE ODRNOSTI NA ANTIBIOTIKE PRI OKUŽBAH Z E. COLI, KI IZLOČAJO BETA LAKTAMAZO Z RAZŠIRJENIM SPEKTROM DELOVANJA ASSESSMENT OF RESISTANCE TO ANTIBIOTICS REGARDING INFECTIONS WITH E. COLI WHICH SECRETE EXTENDED-SPECTRUM BETA-LACTAMASES DIPLOMSKA NALOGA Ljubljana, 2011

Diplomsko nalogo sem napisala pod mentorstvom prof. dr. Aleša Mrharja, mag. farm. (Fakulteta za farmacijo) in pod somentorstvom mag. Nade Bernat, mag. farm. (Splošna bolnišnica Murska Sobota). Zahvaljujem se vodstvu Splošne bolnišnice Murska Sobota, da so odobrili raziskavo in omogočili dostop do potrebnih podatkov. Za strokovno pomoč se zahvaljujem mag. Iztoku Štrumblju, dr. med., spec. mikrobiologu, somentorici mag. Nadi Bernat, mag. farm. in mentorju prof. dr. Alešu Mrharju, mag. farm. Zahvaljujem se tudi vsem medicinskim sestram, ki so posredovale podatke za raziskavo, še posebej Šariki Benko, dipl. med. sestri, sestri za obvladovanje bolnišničnih okužb. Za jezikovni pregled se zahvaljujem mag. Gabrieli Zver (slovenski del) in Márku Szabu (angleški del). Vsem iskrena hvala. Izjava Izjavljam, da sem diplomsko nalogo napisala samostojno pod mentorstvom prof. dr. Aleša Mrharja, mag. farm. in somentorstvom mag. Nade Bernat, mag. farm. BALASKÓ Enikő Ljubljana, 2011 Predsednica komisije: prof. dr. Mirjana Gašperlin, mag. farm. Član komisije: doc. dr. Bojan Doljak, mag. farm.

VSEBINA VZETEK... I ABSTRACT... III SEZNAM OKRAJŠAV... V 1. UVOD... 1 1.1 ESCHERICHIA COLI... 1 1.2 ODRNOST DRUŽINE ENTEROBACTERIACEAE PROTI ANTIBIOTIKOM... 1 1.2.1 Betalaktamaze AmpC... 1 1.2.2 Betalaktamaze z razširjenim spektrom delovanja... 2 1.2.2.1 Klasifikacija betalaktamaz... 2 1.2.2.2 Raznolikost encimov ESBL... 3 1.2.2.2.1 Encimi ESBL tipa SHV... 3 1.2.2.2.2 Encimi ESBL tipa TEM... 4 1.2.2.2.3 Encimi ESBL tipa CTX-M... 4 1.2.2.2.4 Encimi ESBL tipa OXA... 6 1.2.2.2.5 Encimi ESBL tipa PER... 6 1.3 GLOBALNA EPIDEMIOLOGIJA ENCIMOV ESBL... 6 1.3.1 Evropa... 6 1.3.2 Severna Amerika... 7 1.3.3 Južna in Srednja Amerika... 7 1.3.4 Afrika in Srednji vzhod... 7 1.3.5 Avstralija... 7 1.3.6 Azija... 8 1.4 LABORATORIJSKA DIAGNOSTIKA... 8 1.4.1 Presejalni testi izločevalcev ESBL po CLSI... 9 1.4.1.1 Difuzijski antibiogram... 9 1.4.1.2 Dilucijski antibiogram... 9 1.4.2 Potrditveni testi izločevalcev ESBL... 9 1.4.2.1 Kombinacija diskov cefalosporin/klavulanat... 9 1.4.2.2 Mikrodilucijski test v bujonu... 10 1.4.2.3 Pomen pozitivnega fenotipskega potrditvenega testa... 10 1.4.2.4 Lažno pozitivni in lažno negativni rezultati... 10

1.4.3 E-testi za izločevalce ESBL... 10 1.5 IZVOR OKUŽB... 11 1.6 VZORCI... 11 1.7 OKUŽBE SEČIL... 12 1.7.1 Etiopatogeneza in povzročitelji okužb... 12 1.7.2 Opredelitev povzročitelja okužb... 12 1.7.3 Klinična slika in lokalizacija okužbe... 13 1.7.3.1 Nezapletena okužba sečil... 14 1.7.3.2 Zapletena okužba sečil... 14 1.7.3.2.1 Zapletena okužba sečil pri starostnikih... 14 1.8 FAKTORJI TVEGANJA ZA KOLONIZACIJO IN OKUŽBO Z ESBL-ORGANIZMI... 15 1.8.1 Dejavniki tveganja bolnišničnih okužb... 15 1.8.2 Dejavniki tveganja zunajbolnišničnih okužb... 15 1.8.3 Dejavniki tveganja za okužbe krvnega obtoka z ESBL-organizmi... 16 1.9 ZDRAVLJENJE OKUŽB SEČIL... 17 1.9.1 Izkustveno zdravljenje bakterijskih okužb sečil... 18 1.9.1.1 Kombinacija trimetoprima s sulfametoksazolom (SXT)... 18 1.10 ZDRAVLJENJE OKUŽB, KI JIH VZROČAJO ESBL-ORGANIZMI... 18 1.10.1 Cefalosporini... 19 1.10.2 Kombinacija betalaktama in inhibitorja betalaktamaze... 20 1.10.3 Cefamicini... 20 1.10.4 Karbapenemi... 20 1.10.5 Fluorokinoloni... 21 1.10.6 Tigeciklin... 22 1.10.7 Druga protimikrobna zdravila... 22 1.10.7.1 Polimiksini... 23 1.10.7.2 Fosfomicin... 23 1.10.7.3 Nitrofurantoin... 23 1.11 KRITERIJI UVRŠČANJA V KATEGORIJE OBČUTLJIVOSTI... 23 1.12 KLINIČNI IZID... 25 1.12.1 Uspešnost zdravljenja okužb sečil... 25 1.12.2 Vzroki neuspešne terapije... 25 1.13 ODRNOST PROTI KARBAPENEMOM... 26

1.14 RAZŠIRJENOST E. COLI - ESBL V MURJU... 27 1.14.1 Epidemiologija E. coli - ESBL v Pomurju od leta 2005 do konca leta 2009... 27 1.14.2 Novi bolniki z E. coli - ESBL od januarja do konca avgusta 2010... 28 2. NAMEN DELA... 30 3. METODOLOŠKI PRISTOPI... 31 3.1 KLINIČNO OKOLJE... 31 3.2 IZBIRA BOLNIKOV... 32 3.3 NABOR DATKOV... 32 3.4 VREDNOTENJE SKLADNOSTI URABE PROTIMIKROBNIH ZDRAVIL S SMERNICAMI IN S VZETKI GLAVNIH ZNAČILNOSTI ZDRAVILA (SmPC)... 33 4. REZULTATI... 34 4.1 STRUKTURA IZBRANE SKUPINE BOLNIKOV, FAKTORJI TVEGANJA... 34 4.2 PREDPISANA PROTIMIKROBNA ZDRAVILA... 41 4.3 SKLADNOST ODMERJANJA PROTIMIKROBNIH ZDRAVIL IN TRAJANJA ZDRAVLJENJA S SMERNICAMI IN SmPC... 42 4.3.1 Skladnost odmerjanja protimikrobnih zdravil glede na SmPC... 58 4.3.2 Skladnost odmerjanja protimikrobnih zdravil s smernicami... 59 4.3.3 Skladnost trajanja terapije glede na SmPC... 60 4.3.4 Skladnost trajanja terapije s smernicami... 61 4.3.5 Sekvenčna protimikrobna terapija... 62 4.4 USTREZNOST IZBIRE PROTIMIKROBNIH ZDRAVIL GLEDE NA MIKROBIOLOŠKI IZVID... 63 4.5 OBČUTLJIVOST IN ODRNOST E. COLI - ESBL ZA PROTIMIKROBNA ZDRAVILA... 66 4.6 KLINIČNI IZID... 67 5. RAZPRAVA... 69 6. SKLEPI... 74 7. LITERATURA... 76 8. PRILOGA... 78

VZETEK Bakterija Escherichia coli je ena izmed gramnegativnih bakterij iz družine Enterobacteriaceae. Spada med bakterije normalne črevesne flore, vendar nekateri sevi nosijo take faktorje virulence, s pomočjo katerih povzročajo zunajčrevesne okužbe, najpogosteje okužbe sečil. Ena izmed mehanizmov odpornosti proti protimikrobnim zdravilom je nastanek encimov, ki hidrolizirajo betalaktamske antibiotike. Nastali encimi, ki imajo dodatno sposobnost prenosa bakterijske odpornosti proti penicilinom, cefalosporinom prve, druge in tretje generacije ter proti aztreonamu, se imenujejo betalaktamaze z razširjenim spektrom delovanja. Povzročajo tako bolnišnične kot zunajbolnišnične okužbe. V zvezi s tem so raziskovali tudi dejavnike tveganja za pridobitev okužb s temi organizmi. Enterobakterije, ki izločajo betalaktamazo z razširjenim spektrom, so velik svetovni problem. V Pomurju so povečano pojavljanje takih bakterij opazili leta 2005. Zaradi obrambnih ukrepov se je obseg problema sicer zmanjšal do leta 2008, vendar se je leta 2009 število izolatov E. coli, ki izloča betalaktamazo razširjenega spektra, drastično povečalo. Večina izolatov je bila izolirana iz urina. V retrospektivno študijo smo z različnih akutnih oddelkov Splošne bolnišnice Murska Sobota vključili 49 bolnikov, ki so jim iz urina izolirali bakterijo E. coli, ki izloča betalaktamazo razširjenega spektra. 71,4 % bolnikov je bila ženskega spola, povprečna starost skupine pa je bila 70,6 let. Pri vsakem bolniku smo za vsako protimikrobno zdravilo preverili skladnost odmerjanja in trajanja zdravljenja s smernicami in s povzetki glavnih značilnosti zdravila. Večjo skladnost smo opazili pri odmerjanju glede obeh priporočil. Skladnost trajanja zdravljena je bila večinoma neskladna glede na smernice, glede na povzetke glavnih značilnosti zdravila pa trajanja večinoma nismo mogli oceniti. Ker vsi bolniki niso dobili protimikrobne terapije zaradi okužbe sečil, nismo mogli preveriti skladnosti terapije glede na mikrobiološki izvid pri vseh bolnikih. Za dobljeno empirično terapijo je bila bakterija občutljiva le v 16,7 %. Prehod je bil narejen v 45,8 %, v 16,7 % pa niso zamenjali učinkovine, proti kateri je bila bakterija odporna. Če je odpornost proti določenemu kemoterapevtiku višja od 10 % do 20 %, je empirično zdravljenje vprašljivo. Ko signifikanten delež gramnegativnih bakterij na določeni enoti izloča betalaktamazo razširjenega spektra, se empirična terapija obrne proti uporabi karbapenema, kinolona ali kombinacije betalaktama in zaviralca betalaktamaze. Ob pregledu občutljivosti smo ugotovili, da je bakterija E. coli, ki izloča betalaktamaze razširjenega spektra, povsem odporna proti penicilinom ter cefalosporinom prve, I

druge in tretje generacije, visoko odporna proti fluorokinolonom in gentamicinu. Občutljiva je za karbapeneme, vendar se že pojavlja odpornost proti ertapenemu. Pri pregledu morebitnih dejavnikov tveganja za pridobitev teh okužb so izstopali: ženski spol, visoka starost, nepokretnost, inkontinenca, kardiovaskularne bolezni, prisotnost urinskega katetra, hospitalizacija v zadnjem letu, predhodna protimikrobna terapija. Večina bolnikov je bila odpuščenih domov, smrtnih izidov je bilo 20,4 %, med temi so zaradi okužbe sečil z odpornimi bakterijami in/ali urosepse umrli trije bolniki, kar predstavlja 6,1 % celotne skupine. II

ABSTRACT Escherichia coli is one of the Gram negative bacterium from the family Enterobacteriaceae. It is a member of the normal intestinal flora but some strains carry virulence factors, which cause extraintestinal infections, infections of the urinary tract in particular. One of the mechanisms of the antimicrobial resistance is the production of enzymes, which hydrolyze beta-lactam antibiotics. Enzymes capable of transmitting bacterial resistance to penicillins, first-, second-, and thirdgeneration cephalosporins, and aztreonam have arisen called extended-spectrum betalactamases (ESBL). They cause hospital- and community-acquired infections. Due to this, studies were conducted on risk factors concerning infections with these organisms. ESBL-producing Enterobacteriacea are a major global problem. The studies found an increased occurrence of these bacteria in the Pomurje region in 2005. The extent of the problem lessened by the year 2008 because of defensive measures, but the number of ESBL-producing E. coli has dramatically increased in 2009. Most isolates were isolated from urine. Forty-nine patients were included in the retrospective study. Patients were from different acute wards from the General Hospital of Murska Sobota, ESBL-producing E. coli from urine was isolated in all of them. 71.4 % of the patients were female; the average age of the group was 70.6 years. We have observed accordance of dosage and the length of therapy for every antimicrobial drug with guidelines and Summary of Product Characteristics for every patient. We have observed higher accordance of dosage with regard to both references. Accordance of the therapy length was mostly inappropriate according to guidelines, and we could not assess therapy length regarding to Summary of Product Characteristics in most cases. Not every patient received antimicrobial therapy because of urinary tract infections, hence we were unable to assess therapy in accordance to the microbiological tests. The bacteria were sensitive on the empirical therapy in 16.7 % of the cases. Antimicrobial therapy was changed in 45.8 % of the cases, and they have not changed the antimicrobial drug on which were resistant bacteria in 16.7 %. If the resistance to certain chemotherapeutic agent is higher than 10-20 %, empirical treatment is problematic. When a significant portion of Gram negative bacteria in a particular unit produce ESBL, empirical therapy turns toward the use of carbapenems, quinolones or combination of beta-lactams and beta-lactamase inhibitors. When we examined the sensitivity, we observed that ESBL-producing E. coli is completely resistant to penicillins, first-, second-, and third-generation cephalosporins, highly resistant to fluoroquinolones and gentamicin. It is sensitive to carbapenems but resistance is already apparent to ertapenem. III

Most probable of the potential risk factors include: female gender, advanced age, immobility, cardiovascular diseases, presence of urinary catheter, hospitalization in the last year, prior antimicrobial therapy. Most of the patients returned home, the portion of fatal outcomes was 20.4 %, three patients died because of urinary tract infections with resistant bacteria and/or urosepsis among them; that amounts to 6.1 % of the observed group. IV

SEZNAM OKRAJŠAV OKRAJŠAVA RAZLAGA A aer. AM AMB AMC AN anaer. AZ amoksicilin aeroben ampicilin ambulanta kombinacija amoksicilina in klavulanske kisline amikacin anaeroben azitromicin C. difficile Clostridium difficile CAZ CC CEC CEF CF CFP CFU CIL CIP CLM CLSI CRO CT CTB CTX CXMor CXMp DSO E ceftazidim (cefalosporin III. generacije) klindamicin cefaklor (cefalosporin II. generacije) cefiksim (cefalosporin III. generacije) cefalotin (cefalosporin I. generacije) cefoperazon (cefalosporin III. generacije) število bakterijskih kolonij (colony forming unit) cilastatin ciprofloksacin klaritromicin Clinical and Laboratory Standards Institute (prej: NCCLS = National Committee for Clinical Laboratory Standards) ceftriakson (cefalosporin III. generacije) računalniška tomografija (computer tomography) ceftibuten (cefalosporin III. generacije) cefotaksim (cefalosporin III. generacije) cefuroksim aksetil - peroralni (cefalosporin II. generacije) cefuroksim natrij - parenteralni (cefalosporin II. generacije) dom starejših občanov eritromicin E. coli Escherichia coli E. faecalis Enterococcus faecalis EDTA EIN ERP ESBL etilendiamintetraacetat enota intenzivne nege ertapenem laktamaza beta z razširjenim spektrom (extended-spectrum betalactamases) V

FM FUC GIN GIT GM HD I i.v. IM INF INH INT INT I INT II INT SIIT IPM IV nitrofurantoin fucidinska kislina ginekološko-porodniški oddelek gastrointestinalni trakt (prebavni sistem) gentamicin hemodializa vmesno občutljiv (intermediaren) intravensko intramuskularno infekcijski oddelek izoniazid interni oddelek interni oddelek, I. nadstropje interni oddelek, II. nadstropje interni oddelek, internistična intenziva imipenem intravensko K. oxytoca Klebsiella oxytoca K. pneumoniae Klebsiella pneumoniae KOBO KOPB KRG KRG II KRG III KVB LVX MEM MET MF MIE MIK MRSA MU NET NGS NN NO NOR ODD Komisija za obvladovanje bolnišničnih okužb kronična obstruktivna pljučna bolezen kirurški oddelek kirurški oddelek, II. nadstropje kirurški oddelek, III. nadstropje kardiovaskularne bolezni levofloksacin meropenem metronidazol moksifloksacin milijon mednarodnih enot minimalna inhibitorna koncentracija proti meticilinu odporen Staphylococcus aureus (methicillin resistant Staphylococcus aureus) mupirocin netilmicin nazogastrična sonda tobramicin oddelek za neakutno bolnišnično obravnavo norfloksacin oddelek VI

OI O kr OTR OX P Onkološki inštitut očistek kreatinina otroška ambulanta oksacilin penicilin P. aeruginosa Pseudomonas aeruginosa P. vulgaris Pseudomonas vulgaris p.o. PBP PBZ PIP PLJ PMZ R RA RAMP REA RTG S peroralno penicilin vezajoči protein (penicillin-binding protein) pobolnišnično zdravljenje piperacilin pljučni oddelek protimikrobno/-a zdravilo/-a peroralno odporen (rezistenten) rifampin rifampicin oddelek za perioperativno medicino rentgenogram občutljiv (senzitiven) S. aureus Staphylococcus aureus SBMS SmPC SR SXT TE TM TT TUK TV TZP UKC MB URL VA Z ZZVMS ŽS Splošna bolnišnica Murska Sobota povzetek glavnih značilnosti zdravila (summary of product characteristics) farmacevtska oblika s podaljšanim sproščanjem (sustained release) kombinacija trimetoprima in sulfametoksazola tetraciklin telesna masa telesna temperatura trajni urinski kateter telesna višina kombinacija piperacilina in tazobaktama Univerzitetni klinični center Maribor urološka ambulanta vankomicin pirazinamid Zavod za zdravstveno varstvo Murska Sobota živčni sistem VII

1. UVOD 1.1 ESCHERICHIA COLI Escherichia coli spada med gramnegativne bakterije, v družino Enterobacteriaceae. Je najpomembnejši član normalne črevesne flore. Po rojstvu se kot komenzalna bakterija naseli v debelem črevesju in ima skupaj z ostalimi člani normalne črevesne flore pomembno vlogo pri preprečevanju naselitve patogenih bakterij ter prispeva k preskrbi organizma z vitamini s proizvajanjem vitaminov B in K. Rodovi E. coli se prehodno lahko nahajajo na koži, na sluznici žrela, na zunanjih spolovilih. Njena prisotnost v vodi, hrani pa nakazuje na fekalno onesnaženost. Nekatere bakterije nosijo take faktorje virulence, s pomočjo katerih lahko povzročajo ekstraintestinalne okužbe (npr. okužbe sečil, zgornjih dihal, holecistitis). Rodovi E. coli lahko povzročijo kot oportunistične bakterije okužbo, gnojno vnetje kjerkoli po telesu (1). 1.2 ODRNOST DRUŽINE ENTEROBACTERIACEAE PROTI ANTIBIOTIKOM 1.2.1 Betalaktamaze AmpC Pri določenih bakterijah najdemo kromosomske gene ampc, ki nosijo zapis za AmpC-β-laktamaze in so pod vplivom represorske regije gena. Encimi AmpC so cefalosporinaze, ki jih inhibitorji betalaktamaz (klavulanska kislina, sulbaktam, tazobaktam) ne zavirajo. Do tvorbe večje količine encimov, ki razgrajujejo antibiotik, lahko pride na dva načina: (a) Z indukcijo (inducibilna odpornost): sprožilec zavre represijo gena ampc, encimi se tvorijo toliko časa, dokler je sprožilec prisoten. Določeni antibiotiki (ampicilin, amoksicilin, kombinacija amoksicilina in klavulanske kisline (AMC), ampicilin s sulbaktamom, cefalosporini I. generacije) delujejo kot induktorji in so hkrati substrati teh encimov, zato so proti tem antibiotikom naravno odporni. Cefalosporini II. in III. generacije so sicer substrati za razgradnjo z encimi AmpC, vendar so šibki sprožilci, zato ostanejo učinkoviti. Karbapenemi so močni sprožilci AmpC, a ostanejo učinkoviti, ker so slabi substrati (2). (b) S stalno derepresijo (konstitutivna odpornost): mutacije v represorski regiji gena ampc prekinejo zaviralni učinek te regije. Posledica tega je, da se gen začne stalno izražati, indukcija ni več potrebna. Ker so cefalosporini II. in III. generacije substrati za AmpC, se ob zdravljenju z njimi selekcionirajo mutirani sevi, na katere ti antibiotiki ne učinkujejo. Karbapenemi praviloma ostanejo učinkoviti, ker so za te encime slabi substrati (2). Tipičen antibiogram teh sevov je prikazan v Preglednici I. 1

Preglednica I: Rezultat antibiograma pri odpornosti zaradi betalaktamaz AmpC (2) Primer: Enterobacter spp. AM AMC CF CXM, CRO, CAZ IPM (a) Normalni sev z naravno inducibilno odpornostjo R R R S S (b) Mutirani sev s konstitutivno odpornostjo R R R R S 1.2.2 Betalaktamaze z razširjenim spektrom delovanja Betalaktamaze so encimi, ki hidrolizirajo β-laktamske antibiotike in jih s tem inaktivirajo (1) preden dosežejo penicilin vezajoči protein (PBP) na citoplazemski membrani (3). Nastanek teh encimov v bakterijah je eden izmed mehanizmov odpornosti proti protimikrobnim zdravilom (PMZ) (1). Spekter njihovega delovanja je razširjen na cefalosporine širokega spektra (cefalosporine III. in IV. generacije) in na monobaktame (aztreonam) (2). Prvo poročilo o plazmidno kodirani β-laktamazi, ki je zmožna hidrolize tudi širokospektralnih cefalosporinov, je bilo objavljeno leta 1983. Gen, ki kodira β-laktamazo, je kazal mutacijo enega nukleotida v primerjavi z genom, ki kodira enega izmed tipov encima ESBL (SHV-1). Kmalu so odkrili tudi druge β-laktamaze, ki so bile sorodne β-laktamazama TEM-1 in TEM-2, vendar so imele dodatno sposobnost prenosa odpornosti na cefalosporine razširjenega spektra (angl. extended-spectrum cephalosporins). Zato so te β-laktamaze dobile ime β-laktamaze z razširjenim spektrom delovanja (angl. extended-spectrum β-lactamases, ESBL)(4). Ni soglasja glede točne definicije ESBL. Na splošno uporabljana delovna definicija je, da so encimi ESBL β-laktamaze, sposobne prenosa bakterijske odpornosti proti penicilinom, cefalosporinom prve, druge in tretje generacije ter aztreonamu (vendar ne proti cefamicinu in karbapenemu), kar se kaže s hidrolizo teh antibiotikov, in so inhibirani z inhibitorjem β-laktamaze, kot so npr. klavulanska kislina (4), sulbaktam, tazobaktam (2). 1.2.2.1 Klasifikacija betalaktamaz Betalaktamaze so na splošno klasificirane po dveh shemah: molekularni klasifikaciji po Amblerju in funkcionalnem klasifikacijskem sistemu Bush-Jacoby-Medeiros (Slika 1) (4). Amblerjeva shema razdeli β-laktamaze na štiri glavne skupine (A D). Ta shema se nanaša na homologijo proteinov (aminokislinska podobnost). V skupinah A, C in D gre za serinske β- laktamaze, v skupini B pa za metalo-β-laktamaze. Encimi ESBL so po Amblerjevi klasifikaciji molekularnega razreda A, razen encima tipa OXA, ki je razreda D (4). Klasifikacijska shema Bush-Jacoby-Medeiros razdeli β-laktamaze glede na funkcionalno podobnost (profil substrata in inhibitorja). Obstajajo štiri glavne skupine in večkratne podskupine v tem sistemu. Ta klasifikacija je bolj pomembna v diagnostičnih laboratorijih. Encimi ESBL so po tej 2

klasifikaciji β-laktamaze skupine 2be in tiste β-laktamaze iz skupine 2d, ki imajo največ skupnih temeljnih značilnosti z encimii iz skupine 2be. Encimi skupine 2be izhajajo iz skupine 2b (npr. TEM- (angl. extended). 1, TEM-2 in SHV-1); e v 2be označuje, da imajo β-laktamaze razširjen spekter Encimi skupine 2b hidrolizirajo peniciline in ampicilin ter z nižjo stopnjo karbenicilin in cefalotin, niso pa z nobeno signifikantno stopnjo sposobni hidrolize cefalosporinov z razširjenim spektrom ali aztreonama (4). Encimi ESBL so sposobni hidrolize penicilinov, cefalosporinov ozkega spektra in tretje generacije ter monobaktamov. Delež hidrolize za ceftazidim, cefotaksim ali aztreonam imajo vsaj 10 % hidrolize benzilpenicilina. Inhibirani so s klavulansko kislino (4). Slika 1: Shema klasifikacije betalaktamaz Ta lastnost loči encime ESBL od β-laktamaz tipa AmpC (skupina 1), katerih substrati so cefalosporini tretje generacije in jih klavulanska kislina ne zavira. Ti encimi so bili povezani s klinično neučinkovitostjo cefalosporinov tretje generacije pri hudi okužbi z Enterobacter spp. Na splošno je cefalosporin četrte generacije, cefepim, klinično uporaben proti organizmom, ki proizvajajo β-laktamazo tipa AmpC, vendar so manj uporabni pri zdravljenju ESBL-organizmov. Metaloencimi (skupina 3), ki jih proizvajajo organizmi, kot je npr. Stenotrophomonas maltophilia, hidrolizirajo cefalosporine tretje generacije (in karbapeneme), vendar so zavrti z EDTA in ne s klavulansko kislino (4). 1.2.2.2 Raznolikost encimov ESBL 1.2.2.2.1 Encimi ESBL tipa SHV Encim ESBL tipa SHV je najbolj pogosto najden v kliničnih izolatih. Kraticaa pomeni sulfhidrilno variablo. Ta oznaka je nastala, ker so menili, da je bila inhibicija aktivnosti SHV s p- 3

kloromerkuribenzoatom substratno odvisna in je bila spremenljiva glede na substrat, ki je bil uporabljen v preizkusu. (Te aktivnosti nikoli niso potrdili v kasnejših študijah s čistimi encimi.) (4) SHV-2 se od SHV-1 razlikuje v tem, da ima SHV-2 na mestu 238 serin na mesto glicina. Encime ESBL tipa SHV so detektirali v več vrstah rodu Enterobacteriacea, poročali pa so tudi o izbruhu Pseudomonas aeruginosa in Acinetobacter spp., ki izločajo SHV. SHV-1 izloča velika večina Klebsiella pneumoniae (4). 1.2.2.2.2 Encimi ESBL tipa TEM Encimi ESBL tipa TEM so derivati TEM-1 in TEM-2. O TEM-1 so prvič poročali leta 1965 iz izolata E. coli iz bolnika v Atenah, ki se je imenoval Temoneira (zato označba TEM). TEM-1 je sposoben hidrolize ampicilina z večjo stopnjo kot karbenicilina, oksacilina ali cefalotina (CF) ter ima zanemarljivo aktivnost proti cefalosporinom razširjenega spektra. Inhibiran je s klavulansko kislino (4). TEM-1, TEM-2 in TEM-13 niso ESBL, vendar je opisanih več kot sto β-laktamaz tipa TEM, izmed katerih je večina ESBL. TEM-1 je najobičajnejša s plazmidom posredovana β-laktamaza proti ampicilinu odpornih enteričnih gramnegativnih bacilov (npr. E. coli). TEM-2 je manj značilnejši član skupine z identično biokemijsko značilnostjo s TEM-1. ESBL, ki izhajajo iz TEM-1, TEM-2 ali SHV-1, se razlikujejo od njihovih prednikov le za eno aminokislino. To vodi v znatno spremembo v encimski aktivnosti, tako da lahko sedaj hidrolizirajo cefalosporine tretje generacije in aztreonam (zaradi podaljšanega spektra v primerjavi z materinskim encimom) (4). 1.2.2.2.3 Encimi ESBL tipa CTX-M Od konca 90-ih let se širi nova družina ESBL, β-laktamaza tipa CTX-M (5). Poimenovanje CTX se nanaša na potencialno hidrolitično aktivnost teh β-laktamaz proti cefotaksimu. Organizmi, ki proizvajajo β-laktamazo tipa CTX-M, imajo značilno minimalno inhibitorno koncentracijo (MIK) za cefotaksim v območju odpornosti (>64 μg/ml), medtem ko za ceftazidim ponavadi v območju občutljivosti (2 8 μg/ml). Proti tem encimom izraža tazobaktam 10-krat večjo inhibitorno aktivnost kot klavulanska kislina (4). Pred nekaj leti so bili encimi ESBL tipa CTX-M v glavnem le na treh geografskih predelih: Južni Ameriki, Daljnem vzhodu in Vzhodni Evropi. Sedaj pa so bili detektirani na vseh naseljenih celinah. Glede na to, da je široko razširjen na Kitajskem in v Indiji, lahko domnevamo, da je tip CTX-M najbolj razširjen izmed encimov ESBL na svetovnem nivoju (4). 4

Zunajbolnišnične okužbe v prvi vrsti povzroča E. coli z izločanjem ESBL tipa CTX-M. Glavnino okužb predstavljajo okužbe sečil, opazili so tudi okužbe krvnega obtoka, ki so v glavnem urinarnega ali biliarnega izvora (3, 6). Dve študiji ena iz Izraela, druga iz Španije sta odkrili, da je E. coli, ki izloča CTX-M, pomemben vzrok za zunajbolnišnične okužbe krvnega obtoka (KO). Izmed 67 bolnikov z okužbo KO iz Kanade je večina imela prisotno okužbo, v katero so bila vpletena sečila in biliarni trakt. Poročilo iz Italije pa je pokazalo tudi, da so ti organizmi pomemben vzrok tudi bolnišničnih okužb KO (7). Organizmi, ki proizvajajo te encime, so danes najbolj splošen tip organizmov, ki izločajo β-laktamaze z razširjenim spektrom (6). Razširjenost encimov ESBL tipa CTX-M narašča po celem svetu, kar se lahko pripiše širjenju genov CTX-M med bakterijskimi vrstami s plazmidi ali drugimi mobilnimi genetskimi elementi (3). Zanimivo je, da so identične β-laktamaze našli na različnih predelih sveta (Preglednica II), kar nakazuje na neodvisno evolucijo teh encimov (4). Preglednica II: Področja razširjenosti encimov ESBL tipa CTX-M (3, 4, 7) Tip ESBL CTX-M-1 CTX-M-3 CTX-M-9 CTX-M-14 CTX-M-15 Področje razširjenosti Italija Poljska, Tajvan, Kanada Španija Španija, Kanada VB, Kanada; (ta tip kaže svetovno porazdelitev) Najbolj razširjen encim iz te skupine je CTX-M-15, ki so ga prvič identificirali v Indiji leta 2001. Večkratno odporna E. coli, ki izloča CTX-M-15, se pojavlja po celem svetu, predvsem od leta 2003 kot pomemben patogen, ki povzroča tako zunajbolnišnične kot v bolnišnici pridobljene okužbe (6). V študiji iz leta 2007 so v 11 različnih kanadskih medicinskih centrih okarakterizirali E. coli, ki izloča ESBL. Izmed 209 testiranih izolatov jih je 148 (71 %) izločalo CTX-M-15, 17 (8%) CTX-M-14, 5 (2%) CTX-M-3 in 1 (0,5 %) CTX-M-27. V celoti je 96 (46 %) E. coli, ki je izločala ESBL, pripadala klonalnemu kompleksu ST131, ki je pomemben vzrok zunajbolnišničnega pojava okužb sečil z E. coli - ESBL preko Kanade (6). Rodovi E. coli, ki izločajo β-laktamazo CTX-M, so postali prevladujoči predvsem v srednjeevropskih in južnoameriških državah. Ti rodovi, ki so bili izolirani v bolnišnicah ali izven njih, pogosto izražajo soodpornost proti kombinaciji trimetoprima in sulfametoksazola (SXT), tetraciklinu, gentamicinu, tobramicinu in ciprofloksacinu. Študija v regiji Calgary prikazuje, da postaja E. coli, ki izloča CTX-M, pomemben vzrok zunajbolnišničnih okužb sečil (7). 5

1.2.2.2.4 Encimi ESBL tipa OXA Betalaktamaza tipa OXA se imenuje tako zaradi svoje hidrolitične aktivnosti oksacilina. Prvotno so jo izolirali v eni izmed bolnišnic v Ankari (Turčija) iz Pseudomonas aeruginosa. Pojavlja se predvsem v Pseudomonas aeruginosa, vendar so jo odkrili tudi v drugih gramnegativnih bakterijah. Najznačilnejša β-laktamaza tipa OXA, OXA-1 je bila najdena v izolatih E. coli v 1 10 % (4). Večina β-laktamaz tipa OXA ne hidrolizira cefalosporinov razširjenega spektra s signifikantno stopnjo, zato jih ne prištevajo med ESBL (4). 1.2.2.2.5 Encimi ESBL tipa PER Tip PER je homologen s tipoma TEM in SHV v le okoli od 25 % do 27 %. PER-1 učinkovito hidrolizira peniciline in cefalosporine ter je občutljiv za inhibicijo s klavulansko kislino (4). 1.3 GLOBALNA EPIDEMIOLOGIJA ENCIMOV ESBL Med raziskavo TEST (Tigecycline Evaluation and Surveillance Trial), ki je bila objavljena leta 2007, so preverjali med drugimi tudi izločanje ESBL. Delež nastanka ESBL je bila med izolati K. pneumoniae višja v Latinski Ameriki (44,0 %), Aziji/Tihooceanskem obroču (22,4 %), Evropi (13,3 %) in Severni Ameriki (7,5 %). Enak vrstni red geografskih regij je bil opažen v razširjenosti ESBL v E. coli, le da so bili deleži nižji (13,5 %; 12,0 %; 7,6 %; 2,2 %). Zgornji podatki se nanašajo na bolnišnične okužbe iz različnih kliničnih okolij (3). 1.3.1 Evropa Organizme, ki izločajo ESBL, so prvič odkrili v Evropi. Čeprav so bila prva poročila iz Nemčije in Anglije, velika večina poročil v prvem desetletju od odkritja ESBL izhaja iz Francije. Prvi velik izbruh v Franciji, o katerem so poročali, je bil leta 1986. Okuženih je bilo 54 bolnikov na treh enotah intenzivne nege (EIN), okužba pa se je pojavila še na štirih drugih oddelkih. Širjenje ESBL je bilo v Franciji dramatična. V zgodnjih 90-ih letih je bilo v Franciji 25 30 % bolnišnično pridobljenih Klebsiella pneumoniae takih, ki so izločali ESBL. Zaradi porasta intervencij kontrole okužb se je incidenca K. pneumoniae - ESBL zmanjšala. V Severni Franciji se je delež izolatov K. pneumoniae zmanjšal z 19,7 % iz leta 1996 na 7,9 % leta 2000 (4). Medtem ko delež K. pneumoniae na nekaterih delih Zahodne Evrope pada, se lahko pojavi signifikanten porast v Vzhodni Evropi. O izbruhu okužb z organizmi, ki izločajo ESBL, so poročali 6

skoraj iz vseh evropskih držav. Ena izmed velikih študij, ki je vključila 100 evropskih EIN, je ugotovila različno prevalenco Klebsiella spp., najnižja je bila na Švedskem (3 %) in najvišja na Portugalskem (34%)(4). V raziskavi TEST so preverjali tudi razširjenost nastanka ESBL znotraj družine Enterobacteriaceae v Evropi. Podatki veljajo za 22 evropskih držav za obdobje od 2004 do 2007. Delež 515 izolatov K. pneumoniae in 794 izolatov E. coli je bil 15,5 % oziroma 9,8 %. Med državami so bile opažene značilne razlike; največji delež v nastanku ESBL je bil v Grčiji, najnižji na Danskem (3). 1.3.2 Severna Amerika Prva poročila o organizmih, ki izločajo ESBL, so se v ZDA pojavila leta 1988. Leta 1989 so v Chicagu opazili signifikantne okužbe s K. pneumoniae, ki je izločala TEM-10. Zgodnja poročila so opisovala okužbe, ki so jih povzročali organizmi, ki so izločali ESBL tipa TEM. Poleg tega so opisali tudi okužbe, ki so jih povzročali encimi tipa SHV. V ZDA in Kanadi so opisali tudi ESBL tipa CTX-M. Leta 2002 so poročali, da so izmed 24 zdravstvenih centrov v ZDA v 75 % našli izolate, ki izločajo ESBL (4). 1.3.3 Južna in Srednja Amerika V letih 1988 in 1989 so poročali o izolatih K. pneumoniae, ki izločajo SHV-2 in SHV-5, iz Čila in Argentine. Encime ESBL so našli v 30 60 % Klebsiella spp. na EIN v Braziliji, Kolumbiji in Venezueli. Poročila o ESBL-organizmih obstajajo tudi iz Srednje Amerike in s Karibskih otokov (4). 1.3.4 Afrika in Srednji vzhod Iz Južne Afrike so poročali o številnih izbruhih okužbe s Klebsiella spp., ki izločajo ESBL. Izmed izolatov K. pneumoniae, ki so jih zbrali v eni izmed južnoafriških bolnišnic med letoma 1998 in 1999, jih je 36,1 % izločala ESBL. ESBL so dokumentirali tudi v Izraelu, Saudski Arabiji in različnih severnoafriških državah. Obstajajo poročila iz Nigerije in Kenije o okužbah s Klebsiella spp., ki so odporni proti cefalosporinom tretje generacije, vendar ni dokumentacije o izločanju ESBL. Nov tip encima CTX-M-12 so našli v Keniji (4). 1.3.5 Avstralija Prve encime ESBL so v Avstraliji izolirali iz Klebsiella spp., ki so bili odporni proti gentamicinu in so jih zbrali med letoma 1986 in 1988 v Perthu. Karakterizirani so bili kot derivati SHV. Nato so ESBL 7

odkrili v vseh državah Avstralije in v Severnem teritoriju. Delež izolatov K. pneumoniae, ki proizvajajo ESBL, je v avstralskih bolnišnicah ok. 5 % (4). 1.3.6 Azija Leta 1988 so s Kitajske poročali o izolatih K. pneumoniae, ki so sintetizirale SHV-2. V poročilih, ki so vključevale omejeno število izolatov, zbranih med letoma 1998 in 1999, je bilo 30,7 % izolatov K. pneumoniae in 24,5 % izolatov E. coli takih, ki so sintetizirali ESBL. V glavni učni bolnišnici v Beijingu so med letoma 1997 in 1999 zbrali hemokulture, izmed katerih je bilo 27 % izolatov E. coli in K. pneumoniae takih, ki so izločali ESBL. V provinci Zhejiang je 34 % izolatov E. coli in 38,3 % izolatov K. pneumoniae sintetiziralo ESBL (4). ESBL je v E. coli prisotna v 5 8 % v Koreji, na Japonskem, Maleziji in Singapurju ter v 12 24 % na Tajskem, Tajvanu, Filipinih in Indoneziji. Delež K. pneumoniae, ki sintetizira ESBL, je 5 % na Japonskem in 20 50 % na drugih predelih Azije (4). 1.4 LABORATORIJSKA DIAGNOSTIKA V mikrobioloških laboratorijih se encimi ESBL lahko detektirajo s fenotipskimi ali genotipskimi testi. Fenotipske teste uporabljajo klinični laboratoriji, medtem ko genotipske referenčni ali raziskovalni laboratoriji (3). Fenotipski testi imajo dva koraka: presejanje (angl. screening) in potrditev (angl. confirmatory step). Presejanje vključuje test odpornosti proti cefpodoksimu (hidrolizirajo ga encimi ESBL tipov TEM, SHV in CTX-M), cefotaksimu, ceftazidimu, ceftriaksonu ali aztreonamu. Potrditveni korak je osnovan na demonstraciji sinergizma med zgornjimi snovmi in klavulansko kislino. Nizka občutljivost testa lahko nastane, če vrednoteni ESBL-izolat dodatno izloča β-laktamaze, ki jih klavulanska kislina ne inhibira, npr. AmpC-β-laktamaza ali metalo-β-laktamaza. Metode, s katerimi lahko premagamo te omejitve, so uporaba cefepima, ki je šibak substrat za AmpC-β-laktamaze, uporaba kromogenskega ali kloksacilin vsebujočega agarja ali dodatek EDTA, ki inaktivira metaloβ-laktamaze (3). Genotipski testi za dokazovanje ESBL v prvi vrsti vsebujejo verižno reakcijo s polimerazo (PCR) za povečanje števila specifičnih genov. Glede na tipe TEM in SHV so potrebne dodatne molekularne tehnike, kot sta sekveniranje (angl. sequencing) ali analiza polimorfizmov dolžin restrikcijskih fragmentov (angl. Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP). Le-ta sta potrebna za 8

identifikacijo specifičnih točkovnih mutacij, ki razlikujejo te encime od materinskih brez ESBLaktivnosti (3). 1.4.1 Presejalni testi izločevalcev ESBL po CLSI 1.4.1.1 Difuzijski antibiogram Metodo difuzijskega antibiograma predlaga CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) za presejanje naslednjih ESBL-bakterij: Klebsiella spp., E. coli in Proteus mirabilis. Laboratoriji lahko presejajo izločanje ESBL z določanjem premera cone inhibicije okoli diska v milimetrih. Uporabljajo se diski, ki vsebujejo cefpodoksim, ceftazidim, aztreonam, cefotaksim ali ceftriakson. Z uporabo več diskov se poveča občutljivost detekcije. Če premer katerekoli cone indicira sum za izločanje ESBL, se mora rezultat preveriti s fenotipskimi potrditvenimi testi (4). Leta 1995 so ugotovili, da difuzijski antibiogram lahko razlikuje občutljivost za cefpodoksim med K. pneumoniae in E. coli, ki izločajo in ki ne izločajo ESBL. CLSI je na začetku priporočal premer cone 22 mm za 10 μg-ski disk cefpodoksima kot ustrezen test za presejanje ESBL-organizmov. Ta premer pa ni dovolj specifičen, ko se uporablja za presejanje izolatov E. coli, zato je CLSI podal nov premer 17 mm. Tako se izolati s premerom cone inhibicije okoli diska s cefpodoksimom 17 mm morajo preveriti s fenotipskimi potrditvenimi testi (4). 1.4.1.2 Dilucijski antibiogram CLSI to metodo predlaga za presejanje izločanja ESBL v Klebsiella spp. in E. coli. Pri tem se lahko uporabljajo ceftazidim, aztreonam, cefotaksim ali ceftriakson v koncentraciji 1 μg/ml. Rast pri tej koncentraciji presejanja (tj. MIK cefalosporina 2 μg/ml) pomeni sum na izločanje ESBL in indikacijo za fenotipski potrditveni test organizma (4). 1.4.2 Potrditveni testi izločevalcev ESBL 1.4.2.1 Kombinacija diskov cefalosporin/klavulanat CLSI zagovarja uporabo cefotaksimskega (30 μg) ali ceftazidimskega diska (30 μg) s klavulanatom (10 μg) ali brez njega za fenotipsko potrditev prisotnosti ESBL v Klebsiella spp. ali E. coli. Razlika 5 mm med premeroma diskov s cefalosporinom ter z ustrezno kombinacijo cefalosporina in klavulanata pomeni fenotipsko potrditev izločanja ESBL (4). 9

1.4.2.2 Mikrodilucijski test v bujonu Izločanje ESBL se lahko potrdi tudi z mikrodilucijo v bujonu. Pri tem se uporabijo ceftazidim (0,25 128 μg/ml), ceftazidim v kombinaciji s klavulansko kislino (0,25/4 128/4 μg/ml), cefotaksim (0,25 64 μg/ml) in kombinacija cefotaksima s klavulansko kislino (0,25/4 64/4 μg/ml). Uporabiti se morata oba, ceftazidim in cefotaksim. Fenotipska potrditev velja v primeru zmanjšanja v MIK določenega cefalosporina v prisotnosti klavulanske kisline za treh dvakratnih serijskih redčenj v primerjavi z MIK samega cefalosporina (4). 1.4.2.3 Pomen pozitivnega fenotipskega potrditvenega testa Glede na smernice CLSI morajo biti izolati, ki imajo pozitiven potrditveni test, predstavljeni kot odporni proti vsem cefalosporinom (razen cefamicinov, cefoksitina, cefotetana) in aztreonamu, ne glede na MIK določenega cefalosporina. Proti penicilinom (npr. piperacilin ali tikarcilin) so odporni ne glede na MIK, za kombinacije β-laktama in inhibitorja β-laktamaze (npr. tikarcilin/klavulanat, piperacilin/tazobaktam) pa so lahko predstavljeni kot občutljivi, če so MIK ali premeri con inhibicije znotraj ustreznega intervala (4). 1.4.2.4 Lažno pozitivni in lažno negativni rezultati Izolati K. pneumoniae in E. coli, ki nimajo ESBL, a hiperproducirajo SHV-1, lahko dajejo lažno pozitiven potrditveni test. Nekateri organizmi lahko vsebujejo tako AmpC-β-laktamazo kot ESBL. Sočasna prisotnost encimov v istem rodu rezultira v povečanem MIK cefalosporinov, vendar lahko tudi v lažno negativnem testu detekcije ESBL. Najbolj priljubljena razlaga tega je, da je AmpC-βlaktamaza odporna proti inhibiciji s klavulansko kislino in tako zasenči sinergistični učinek klavulanata in cefalosporina proti ESBL (4). Testi so manj zanesljivi v detekciji ESBL pri Enterobacter spp., razen za Klebsiella spp. in E. coli. V organizmih, ki izločajo ESBL brez izločanja AmpC, bo klavulanat inhibiral aktivnost ESBL, kar vodi v povečano cono inhibicije v področju med diskoma z AMC in s cefalosporinom tretje generacije. V organizmih, ki izločajo ESBL in AmpC, klavulanat lahko inducira hiperprodukcijo AmpC-βlaktamaze. To vodi v hidrolizo cefalosporinov tretje generacije, kar zamaskira kakršenkoli sinergizem v inhibiciji ESBL (4). 1.4.3 E-testi za izločevalce ESBL E-testi so trakovi, impregnirani z različnimi koncentracijami PMZ. En konec traku vsebuje gradient ceftazidima (MIK 0,5 32 μg/ml), drugi gradient ceftazidima v kombinaciji s konstantno 10

koncentracijo klavulanske kisline (4 μg/ml). Podobni trakovi obstajajo s cefotaksimom in cefotaksimom v kombinaciji s klavulansko kislino. Ti trakovi so uporabni za oboje, za presejanje in za fenotipsko potrditev izločanja ESBL (4). 1.5 IZVOR OKUŽB V bolnišnicah opažene okužbe z ESBL-organizmi so bodisi bolnišnične bodisi hude zunajbolnišnične okužbe, ki zahtevajo bolnišnično oskrbo (3). V osmih letih nadzora v zdravstveni regiji Calgary so identificirali skupaj 67 izolatov E. coli - ESBL, ki so povzročili okužbo KO. Od teh je bilo 16 (24 %) bolnišničnih okužb, 23 (34 %) povezanih z zdravstvenimi ustanovami in 28 (42 %) zunajbolnišničnih (7). Enote intenzivne nege so pogosto epicentri izločanja ESBL v bolnišnicah v enem velikem izbruhu je bilo 40 % bolnikov z EIN. Encimi ESBL lahko nastanejo spontano tudi izven EIN: nevrokirurgija, opekline, ledvični izvor, porodniški in ginekološki oddelek, hematologija, onkologija, geriatrija. Stopnja zunajbolnišničnih okužb, ki prispevajo k izolaciji ESBL-organizmov pri bolnišničnih bolnikih, narašča (3). V Kanadi je bilo 42 % primerov zunajbolnišničnih, kar se zelo razlikuje od 19 % v Španiji. Vzrok za to je lahko v tem, da je študija v Kanadi vključila vse podatke z velike geografske regije, medtem ko je študija v Španiji vključila podatke le iz ene bolnišnice (7). Domovi starejših občanov (DSO) so lahko tudi žarišče okužb z organizmi, ki izločajo ESBL (4). Okužba ali kolonizacija prebivalcev socialnovarstvenih zavodov lahko prispeva k povprečju širjenja ESBL med bolnišnico in zunaj nje. Incidenca kolonizacije z ESBL-organizmi tako močno narašča med prebivalci socialnovarstvenih zavodov. Značilen delež bolnikov, ki razvijejo bolnišnično okužbo z ESBL, so imeli že predhodno koloniziran gastrointestinalni trakt (3). Dokumentirali so prenos genotipsko sorodnih ESBL iz bolnišnice v bolnišnico, iz mesta v mesto in iz države v državo (4). 1.6 VZORCI Glede bolnišničnih okužb se večina študij nanaša na K. pneumoniae. Klinični sindromi v tem kontekstu vključujejo dihalni sistem in okužbe ran, okužbo sečil, krvnega obtoka in intraabdominalne okužbe (3). Novembra 2007 so izolirali 209 E. coli - ESBL v različnih kanadskih medicinskih centrih. Večina teh izolatov je bila izolirana iz urina (164; 78 %), 31 (15%) iz krvi, 6 (3%) iz intraabdominalnih vzorcev, 5 (2 %) iz ran in 3 (1 %) iz respiratornih vzorcev. 130 (62 %) od vseh vzorcev je bilo predloženih iz zunajbolnišničnega zbiranja, 63 (30%) iz bolnišnic in 16 (8%) iz DSO (6). 11

Izmed 67 bolnikov iz regije Calgary je večina (44; 66 %) izražala klinični sindrom urosepse, 14 (21 %) jih je imelo intraabdominalno okužbo (akutni holecistitis-9 ali holangitis-5) in 6 (9 %) jih je izražalo primarno bakteriemijo ali sepso brez žarišča. Preostali trije (4 %) bolniki so imeli okužbo dihal (7). Vrste kužnin iz študije v Novi Zelandiji so bili urin (97 %), kri (2 %) in izloček rane (1 %). Okužba sečil je bila prevladujoča okužba, med njimi so bili številni primeri pielonefritisa in prostatitisa (8). 1.7 OKUŽBE SEČIL Okužbe sečil sodijo med najpogostejše bakterijske okužbe. Pojavnost je največja pri ženskah v rodnem obdobju. Zaradi tega zboli kar 50 % vseh žensk (9). 1.7.1 Etiopatogeneza in povzročitelji okužb Okužba sečil nastane, ko je porušeno ravnovesje med obrambnimi sposobnostmi telesa in virulenco povzročitelja. Običajno prodrejo bakterije v sečila ascendentno med spontano mikcijo zaradi turbulentnega toka urina in refluksa urina v sečni mehur, lahko pa tudi iatrogeno pri endoskopskih preiskavah ali kateterizaciji (9). Najpogosteje povzroči nezapleteno bakterijsko okužbo E. coli (v približno 80 %), ki kolonizira debelo črevo, perianalno področje in vhod v nožnico. Pri mladih spolno aktivnih ženskah je pogost tudi Staphylococcus saprophyticus. Glavnino zapletenih okužb sečil povzročijo po Gramu negativne bakterije, med katerimi prevladuje E. coli, drugi povzročitelji pa so še Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Proteus vulgaris, Citrobacter spp., Klebsiella spp., Enterococcus spp. in drugi (9). 1.7.2 Opredelitev povzročitelja okužb Pri ženskah v rodni dobi z znaki okužbe spodnjih sečil, ki trajajo manj kot sedem dni in niso noseče, odvzem urinokulture pred prvim zdravljenjem in po njem ni potreben. Pri vseh bolnikih in pri drugih bolnicah z akutnim cistitisom in akutnim pielonefritisom je potrebno pred pričetkom zdravljenja napraviti urinokulturo in jo ponoviti v prvem tednu po končanem zdravljenju. Izjema so starostniki, ker se pri njih v 50 70 % pojavi rekurenca bakteriurije po 4 6 tednih po zdravljenju simptomatske okužbe sečil (9). Vrsto bakterij in število bakterijskih kolonij v mililitru urina natančno opredelimo s kvantitativno urinokulturo. Signifikantna bakteriurija v srednjem curku urina pomeni 10 5 ali več bakterijskih 12

kolonij v mililitru urina, kar naj bi ob kliničnih znakih okužbe (dizurija, nujnost, pogostost, suprapubična občutljivost, bolečine v ledvenem predelu (10)) zanesljivo dokazovalo okužbo sečil, ki jo moramo zdraviti. Za simptomatske ženske in moške z levkociturijo velja, da imajo okužbo sečil, ki jo moramo zdraviti že pri 10 2 ali več koliformnih bakterijskih kolonij v mililitru urina (9). Mešana (polimikrobna) bakteriurija je največkrat odraz onesnaženja (kontaminacije) urina pri odvzemu. Prava polimikrobna bakteriurija je redka: imajo jo lahko bolniki s trajnim urinskim katetrom (TUK) in bolniki s sečnimi kamni ali tujki v sečilih (9). Asimptomatska bakteriurija je najdba 10 5 ali več bakterijskih kolonij v mililitru urina v dveh zaporedno vzetih jutranjih vzorcih urina pri osebi brez levkociturije ali kliničnih znakov za okužbo sečil. Pri odraslih bolnikih je ne zdravimo, razen pri nosečnicah in pri bolnikih s sečnimi kamni ali TUK pred načrtovanim operativnim posegom. Zdravimo jo tudi pri bolnikih s presajeno ledvico v prvih 6 mesecih po presaditvi ledvice (9). Ponavljajoča se okužba sečil pomeni, da je imel bolnik dve epizodi okužbe sečil v časovnem obdobju 6 mesecev. O ponavljajoči se okužbi sečil govorimo tudi takrat, ko po izginotju začetnih simptomov bolnik razvije ponavljajoče simptome, ki upravičujejo obravnavo. Če imajo bolniki vztrajne simptome tudi po zaključku terapije, govorimo o vztrajni simptomatski okužbi sečil (10). Pri prizadetem bolniku in sumu na urosepso pred pričetkom antibiotičnega zdravljenja odvzamemo hemokulture, kar opravimo običajno ob sprejemu v bolnišnico. Odvzem hemokultur je pomemben predvsem pri sumu na zapleteno okužbo sečil, pri sumu na odpornega povzročitelja okužbe ali pri neučinkovitem zdravljenju (9). 1.7.3 Klinična slika in lokalizacija okužbe V praksi se zelo pogosto uporabljata izraza»uroinfekt«ali okužba sečil, ki ničesar ne povesta ne o lokalizaciji ne o zapletenosti okužbe, še manj pa o ustrezni diagnostiki in zdravljenju. Okužbo vedno opišemo kot akutno nezapleteno ali zapleteno okužbo spodnjih ali zgornjih sečil in čim natančneje opredelimo mesto okužbe (9). Glede na mesto (lokalizacijo) vnetja sečil ločimo okužbo spodnjih sečil, kjer okužba prizadene sluznico sečil (akutni uretritis, cistitis), in okužbo zgornjih sečil oz. spodnjih s prizadetostjo parenhimskih organov (pielonefritis, prostatitis) (9). V študijo, v kateri je sodelovalo 11 španskih bolnišnic iz petih različnih geografskih regij, je bilo vključenih 122 bolnikov, izmed katerih je imelo 113 (93 %) okužbo sečil z E. coli - ESBL. Med temi je imelo 73 (60 % cele skupine) cistitis, 33 (27 %) asimptomatsko bakteriurijo, 5 (4 %) pielonefritis in 2 (2%) prostatitis (10). 13

1.7.3.1 Nezapletena okužba sečil Zaradi nezapletenih okužb sečil praviloma zbolevajo ženske v rodnem obdobju, ki niso noseče. Nezapleten potek imata pri ženskah lahko akutni cistitis, ki ga zdravimo 3 dni, in akutni pielonefritis, ki ga zdravimo 14 dni (9). 1.7.3.2 Zapletena okužba sečil S starostjo pogostnost zapletenih okužb sečil pri ljudeh obeh spolov narašča zaradi anatomskih in funkcijskih motenj, še posebej pri moških. Skupine ljudi, pri katerih je verjetnejša zapletena okužba sečil, so nosečnice, moški, starostniki, bolniki s sladkorno boleznijo, bolniki z ledvično boleznijo, imunsko zavrti bolniki (transplantacija, kemoterapija, rak). Zapletena okužba sečil je verjetnejša, če simptomi trajajo več kot 7 dni (9). Pri zapletenih okužbah je zaradi ustreznega zdravljenja pred uvedbo kemoterapevtika poleg pregleda sedimenta urina nujen odvzem urinokulture in antibiogram. Ženske z zapleteno okužbo spodnjih sečil zdravimo praviloma 7 dni, moške 14 dni; zdravljenje po prejemu antibiograma ustrezno prilagodimo (9). Pri moških vedno pomislimo na zapleteno okužbo sečil, saj ponavadi ne zbolevajo. Zaradi možnega žarišča v prostati ali ledvičnem parenhimu jih zdravimo dlje časa: akutni zapleteni cistitis 14 dni, akutni zapleteni pielonefritis in akutni prostatitis od 4 do 6 tednov, kronični prostatitis od 6 do 12 tednov (9). 1.7.3.2.1 Zapletena okužba sečil pri starostnikih Dejavniki tveganja, pri katerih je verjetnejša zapletena okužba sečil, so funkcijske in anatomske nepravilnosti sečil, TUK, nedavna urološka endoskopska preiskava, nedavno zdravljenje z antibiotiki, hospitalizacija (9). S starostjo nastajajo v sečilih hormonske in druge spremembe, zaradi katerih so starostniki bolj dovzetni za okužbe sečil. Pri starostnikih je pogosta bakteriurija, ki ji je lahko pridružena tudi levkociturija, čeprav simptomov okužbe sečil pri tem ni. Kot vzroke za bakteriurijo navajajo telesno oslabelost, demenco, inkontinenco za urin, nevrogeni mehur in vstavljen TUK. Ker zdravljenje takšne bakteriurije pri starostnikih ne zmanjša incidence simptomatskih okužb sečil, ampak celo povzroči več okužb z odpornimi povzročitelji, se zato zdravljenje bakteriurije ne priporoča in se je tudi aktivno ne išče (9). Pri starostnikih je pogosta potreba po vstavitvi TUK. Indikacija za to je predvsem retenca urina; kateterizacija zaradi inkontinence ni upravičena, razen če je dodaten vir obolevnosti. Po enomesečni trajni urinski kateterizaciji je bakteriurija pravilo in postane kronična, saj se vsak dan 14

poveča za 5 %. Samo 12 % bolnikov z bakteriurijo in urinskim katetrom ima okužbo sečil. Čas zdravljenja kateteriziranih bolnikov ni dorečen. Običajno zdravimo blago prizadete bolnike 7 14 dni, v primeru urosepse zdravljenje podaljšamo (9). 1.8 FAKTORJI TVEGANJA ZA KOLONIZACIJO IN OKUŽBO Z ESBL-ORGANIZMI 1.8.1 Dejavniki tveganja bolnišničnih okužb Faktorji tveganja za bolnišnično okužbo ali kolonizacijo z ESBL-organizmi so podobni faktorjem tveganja za bolnišnične okužbe z drugimi mikroorganizmi. To so: podaljšan čas hospitalizacije ali daljši čas v EIN, večja resnobnost kliničnega stanja, vstavitev različnih vrst notranjih katetrov, določeni invazivni posegi ali kirurške intervencije, terapija pri presaditvi ledvic, umetno predihavanje. Dodaten faktor tveganja predstavljajo predhodno predpisani antibiotiki, predvsem oksiimino-β-laktami ali fluorokinoloni (3). 1.8.2 Dejavniki tveganja zunajbolnišničnih okužb Enterobakterije, ki izločajo ESBL, so velik svetovni problem. Tradicionalno so bile povezane z bolnišničnim okoljem, vendar čedalje bolj ugotavljajo, da postajajo pomembno poglavje javnega zdravja s poudarkom na zunajbolnišničnih okužbah (3, 8). Izvedenih je bilo več študij, v katerih so raziskovali dejavnike tveganja pri nehospitaliziranih bolnikih, tj. faktorje, povezane z zunajbolnišnično okužbo z ESBL-enterobakterijami (8), saj se z njimi v glavnem okužijo bolniki, ki imajo različne dejavnike tveganja (3). V Španiji so ugotavljali faktorje tveganja za vse vrste zunajbolnišničnih okužb, ki jih povzroča E. coli - ESBL. Med njimi je bilo največ okužb sečil (10), prav tako v Aucklandu, v Novi Zelandiji, kjer so ugotavljali dejavnike tveganja za okužbe z ESBL-enterobakterijami, med katerimi je bilo največ E. coli (8). V obeh primerih so izvedli študijo primerov s kontrolami (8, 10). Faktorji tveganja, ki so jih ugotovili, so bili: visoka starost (4, 8, 10); ženski spol (8, 10); ponavljajoča se okužba sečil (37 %; (8)) (4, 10); predhodna hospitalizacija (4, 8); podaljšan čas hospitalizacije (4); invazivni posegi: vstavljen urinski kateter (33 %; (8)) (4, 10), operacija v zadnjih šestih mesecih (23 %; (8)) (4), endotrahealne tube, prisotnost nazogastrične sonde, hemodializa (4); dekubitusna rana (4). Pri primerjavi dveh skupin je bila preiskovana skupina v primerjavi s kontrolno starejša s povprečno starostjo 63 let. Povprečna starost kontrole je bila 50 let. Osebe, starejše od 75 let so bile mnogo bolj dovzetne za okužbo z ESBL-enterobakterijami. V preiskovani skupini je bilo 82 % 15