Detection of antimicrobial resistance genes in beta-lactamase- and carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae by patient surveillance cultures at an intensive care unit in Rio de Janeiro, Brazil

Claudia Flores; Célia Maria C. P. A. Romão; Kayo Bianco; Catia Chaia de Miranda; Angela Breves; Ana Paula S. Souza; Rosana Maria R. Santos; Bianca O. Fonseca; Ivano de Filippis; Maysa M. Clementino
J. Bras. Patol. Med. Lab. 2016;52(5):284-292
DOI: 10.5935/1676-2444.20160049

ABSTRACT

INTRODUCTION: The increasing incidence of multi-resistant microorganisms has been considered a public health problem. One of the routines included in hospital practice is the screening of colonized and/or infected patients.
OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the genetic variability and clonal relationships of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing K. pneumoniae, from surveillance cultures, at an intensive care unit, in Rio de Janeiro, Brazil.
MATERIAL AND METHODS: Seventy K. pneumoniae isolates were obtained from rectal swabs (March 2013 to March 2014). Antimicrobial susceptibility was assessed by VITEK 2 System. Resistant genes bla_SHV, bla_TEM, bla_OXA-1, bla_KPC, bla_OXA-48, bla_CTX-M-15, bla_VIM, bla_IMP and bla_NDM were investigated by polymerase chain reaction (PCR); genetic diversity, by Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-PCR (ERIC-PCR).
RESULTS: Strains showed high resistance rates to cefepime (94%), ceftazidime (96%), ertapenem (61%), imipenem (54%) meropenem (43%) and ciprofloxacin (69%). The most prevalent genes were bla_SHV (69%), bla_TEM (63%), bla_OXA-1 (60%), bla_KPC (57%), bla_CTX-M-15 (47%), bla_OXA-48 (16%). Genes bla_VIM, bla_IMP and bla_NDM were not detected. Twenty nine profiles of resistance genes were observed, with 23% carrying at least five genes. A great genetic diversity (68 ERIC profiles) was also observed among the strains.
CONCLUSION: Although no clonal relationship was observed within the isolates, this study revealed alarming data on the antimicrobial resistance deficiently monitored for preventive purposes in Brazil. Our data allow us to conclude that the inclusion of surveillance cultures in health facilities is a recommended strategy aiming particularly at preventing the spread of resistance genes in the hospital environment and, consequently, reducing morbidity and mortality.

Keywords: infection control; epidemiological surveillance; Klebsiella pneumoniae; beta-lactamases; molecular typing.

RESUMO

INTRODUÇÃO: O aumento da incidência de microrganismos multirresistentes é considerado um dos principais problemas de saúde pública. Uma das rotinas incluídas na prática hospitalar é a busca de pacientes colonizados e/ou infectados.
OBJETIVO: Avaliar a variabilidade genética e as relações clonais de K. pneumoniae produtoras de betalactamases de espectro estendido (ESBL) em culturas de vigilância de unidade de terapia intensiva (UTI) no Rio de Janeiro, Brasil.
MATERIAIS E MÉTODOS: Setenta isolados obtidos a partir de swab retal, (março/2013 a março/2014). O perfil de suscetibilidade a antibióticos foi avaliado pelo sistema VITEK 2. Foram pesquisados os genes de resistência: bla_SHV, bla_TEM, bla_OXA-1, bla_KPC, bla_OXA-48, bla_CTX-M-15, bla_VIM, bla_IMP e bla_NDM pela reação em cadeia da polimerase (PCR). A diversidade genética foi avaliada por Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-PCR (ERIC-PCR).
RESULTADOS: Foram detectados altos percentuais de resistência a cefepime (94%), ceftazidima (96%), ertapenem (61%), imipenem (54%) meropenem (43%) e ciprofloxacino (69%). Os genes prevalentes foram: bla_SHV (69%), bla_TEM (63%), bla_OXA-1 (60%), bla_KPC (57%), bla_CTX-M-15 (47%), bla_OXA-48 (16%). Os genes bla_VIM, bla_IMP e bla_NDM não foram detectados. Foram observados 29 perfis em relação aos genes de resistência, com 23% apresentando pelo menos cinco genes. Uma grande diversidade genética (68 perfis) foi observada entre as cepas.
CONCLUSÃO: Embora não tenha sido observada relação clonal entre os isolados, este estudo revelou dados alarmantes quanto à resistência microbiana em monitoramento preventivo, abordagem ainda pouco adotada no Brasil. Nossos dados permitem concluir que a inclusão de culturas de vigilância nas unidades de saúde é uma estratégia recomendada, visando principalmente à prevenção da disseminação dos genes de resistência no ambiente hospitalar e, consequentemente, redução da morbimortalidade.

Palavras-chave: infecção hospitalar; monitoramento epidemiológico; Klebsiella pneumoniae; betalactamases; tipagem molecular.