Caratterizzazione di un clone di Klebsiella pneumoniae carbapenemasi-produttore responsabile di un evento epidemico.

Carbapenems (such as Imipenem, Meropenem, Doripenem, Ertapenem) are broad spectrum antibiotics -lattamic, used to treat systemic and / or severe infections sustained by Gram-negative microorganisms. The selective pressure caused by the use of such antibiotics has favored the development of various resistance mechanisms, including the production of carbapenemase. Such hydrolysis enzymes are classified into three classes: • Class A: serine carbapenemase (eg KPC, EMS, GES) found in various types of Enterobacteriaceae but especially in the Klebsiella pneumoniae species; • Class B: Metal--lactamases requiring the presence of zinc at active site level (NDM, VIM and IMP types). • Class D: Also called oxacillinases, which include OXA-48, OXA-23, OXA-24, OXA-51, OXA-58, OXA-143. The emergence of carbapenemase-producing enterobacteria (CRE) is growing worldwide concern as this type of resistance determinants is often associated with multi-antibiotic resistance. This does not allow the implementation of therapeutic choice treatment and draws dramatically alternative therapeutic options. The support of movable genetic elements (such as integrins and / or plasmids) then promotes the spread of carbapenem-encoding genes in microorganisms of the same species and different species. K. pneumoniae, a carbapenemase producer, is one of the most important MDR pathogens from a clinical point of view. In Italy isolates of K. pneumoniae KPC-manufacturers are now present in hospital. In contrast, cases of infection sustained by K. pneumoniae NDM- or OXA-48 producers were found sporadically, often correlated with patients with history of previous trips to endemic areas such as India, Pakistan, Bangladesh, Turkey and North Africa. The aim of the thesis was to characterize isolates of K. pneumoniae co-producer of enzymes NDM-1 and OXA-48-type, responsible for an epidemic event in a Northern Italy hospital and adjacent health facilities.

I carbapenemi (quali Imipenem, Meropenem, Doripenem, Ertapenem) sono antibiotici -lattamici ad ampio spettro d’azione, utilizzati per il trattamento delle infezioni sistemiche e/o gravi sostenute da microrganismi Gram-negativi. La pressione selettiva causata dall’uso di tali antibiotici ha favorito lo sviluppo di diversi meccanismi di resistenza, tra cui la produzione di carbapenemasi. Tali enzimi idrolizzanti sono classificati in tre classi: • Classe A: carbapenemasi a serina (ad es. KPC, SME, GES) riscontrate in vari generi di Enterobacteriaceae ma soprattutto nella specie Klebsiella pneumoniae; • Classe B: metallo--lattamasi che richiedono la presenza di ioni zinco a livello del sito attivo (ne fanno parte i tipi NDM, VIM ed IMP). • Classe D: definite anche oxacillinasi, che comprendono OXA-48, OXA-23, OXA-24, OXA-51, OXA-58, OXA-143. L’emergere di Enterobatteri produttori di carbapenemasi (CRE), desta crescente preoccupazione a livello globale in quanto tale tipo di determinanti di resistenza è spesso associato a multi-antibiotico-resistenza. Ciò non permette l’attuazione del trattamento terapeutico d’elezione e limita drammaticamente le opzioni terapeutica alternative. Il supporto di elementi genetici mobili (quali integroni e/o plasmidi) favorisce poi la diffusione dei geni codificanti le carbapenemasi in microrganismi della stessa specie e di specie diverse. K. pneumoniae carbapenemasi produttore rappresenta uno dei patogeni MDR di maggiore importanza dal punto di vista clinico. In Italia isolati di K. pneumoniae KPC-produttore risultano ormai presenti in ambiente ospedaliero. Al contrario, casi di infezione sostenuta da K. pneumoniae NDM- o OXA-48 produttore sono stati riscontrati solo sporadicamente, spesso in correlazione a pazienti con storia di precedenti viaggi in aree endemiche quali India, Pakistan, Bangladesh, Turchia e Nord Africa. Scopo della tesi è stato caratterizzare isolati di K. pneumoniae co-produttore degli enzimi NDM-1 ed OXA-48-type, responsabili di un evento epidemico in un ospedale del Nord Italia e Strutture Sanitarie limitrofe. Nel periodo Settembre 2016 - Marzo 2017 sono stati raccolti, da sei reparti dell’Ospedale di Treviso e da quattro altre Strutture Sanitarie, n=32 campioni risultati positivi a colonizzazione e/o infezione da K. pneumoniae produttore di carbapenemasi di classe B, D o entrambe. Identificazione ed antibiogramma sono stati ottenuti mediante MicroscanAutoscan4 (Backman Coulter). Lo screening delle carbapenemasi è stato effettuato con XpertCarba-R System (Cepheid). L’identificazione dei determinanti β-lattamasici è stata confermata mediante PCR. PFGE, MLST e PBRT Kit sono stati utilizzati per la caratterizzazione molecolare. I 32 ceppi sono risultati clonali mediante PFGE. Il ceppo isolato in data 05-09-2016 da emocoltura di un paziente ricoverato nel reparto di chirurgia risultava MDR, mantenendo sensibilità solo a colistina e tigeciclina. La co-presenza di blaNDM-1 e blaOXA-48-type si è manifestata in un ceppo a partire da Febbraio 2017. L’isolato, proveniente da paziente setticemico in Medicina Interna e successivamente trasferito in un reparto di degenza per acuti, si è diffuso rapidamente. L’analisi plasmidica ha rilevato molteplici gruppi di Incompatibilità: IncF, IncA/C, IncFIIk; IncFII ed IncT, mentre l’MLST ha permesso l’identificazione dell’unico ST16. Questo lavoro sottolinea come sia indispensabile un’attività di controllo sul territorio in quanto le infezioni causate da CRE sono associate ad un’alta mortalità ospedaliera a causa delle ridotte opzioni terapeutiche disponibili e dei limiti esistenti nella rilevazione rapida di tali microrganismi.