Epidemiología y control de la infección nosocomial por microorganismos multirresistentes: Papel de la Microbiología Álvaro Pascual UGC de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Hospital Universitario Virgen Macarena Universidad de Sevilla

Microbiología e Infección Nosocomial Papel del microbiólogo Papel del laboratorio de Microbiología

Principales funciones del Microbiólogo ………………………….. Participar con el máximo nivel de responsabilidad en el control y prevención de la IN y comunitaria. Implicarse en la política de uso racional de antimicrobianos. Colaborar con los sistemas de vigilancia epidemiológica y de salud pública. ……………………….. García Bermejo et al. EIMC 2010.

Composición de una comisión de infecciones Niveles de implicación Servicios implicados Principalmente implicados Microbiología, EEII, M. Preventiva, Farmacia, Esterilización Servicios donde la infección es problema grave Cirugía, UCI, Trasplantes/Oncología, Neonatología, Pediatría, M. Interna… Órganos de dirección Direcciones gerencia, médica y enfermería García Bermejo et al. EIMC 2010.

Función del microbiólogo en la vigilancia y control de la IN Comité de infecciones y política de antimicrobianos. Equipo de control de la IN Diseño de estrategias de vigilancia y control Trabajo de campo Cultivos de portadores Cultivos ambientales Control de reservorios Formación continuada….

Niveles de Laboratorios: colaboración Papel del laboratorio de Microbiología en la vigilancia y control de la IN (y de la comunidad) Protocolos de recogida y procesamiento de muestras diagnósticas y de control de infección Sistemas de identificación y sensibilidad. Nuevos patógenos y fenotipos de resistencia. Pruebas de diagnóstico rápido Informes periódicos de incidencia de microorganismos involucrados y sensibilidad a antimicrobianos. Protocolos de cultivos de vigilancia (portadores, trabajadores sanitarios, ambiente, etc). Técnicas de tipificación molecular para investigar brotes, reservorios, vías de transmisión. Almacenamiento de microorganismos Sistema de almacenamiento de datos, gestión de datos y comunicación. Niveles de Laboratorios: colaboración

* al menos en situaciones de brotes (HGP = hospitales generales pequeños, HGG = hospitales generales grandes, GHR = grandes hospitales de referencia, CRNH = centros de referencia no hospitalarios) * al menos en situaciones de brotes

Análisis de evolución de resistencias Control de la infección nosocomial Política de antimicrobianos Evitar sobredimensionar resistencias Criterios comunes con fines comparativos. Fundamental para 19 el control de la infección nosocomial y 2) política de antimicrobianos

Fuentes: CLSI, ESCMID, SEIMC Recomendaciones generales para elaborar el informe acumulado de susceptibilidad antimicrobiana. Realizarlo y presentarlo por lo menos 1 vez al año Incluir especies con al menos >30 aislados/año Para calcular los porcentajes de resistencia, utilizar los puntos de corte vigentes ese año y analizar el impacto de los cambios introducidos en los comentarios del informe. Incluir sólo resultados de muestras clínicas (descartar los resultados de colonización o de vigilancia) Incluir sólo el primer aislado de cada paciente Incluir sólo los resultados de antibióticos que se informan de forma rutinaria, descartar los que se utilizan para identificación o para detección de fenotipos de resistencia Calcular el porcentaje de sensibles y descartar el porcentaje de aislados con sensibilidad intermedia Fuentes: CLSI, ESCMID, SEIMC

Recomendaciones específicas del M39-A2 para la elaboración del informe acumulado de susceptibilidad antimicrobiana Microorganismo Recomendación Streptococcus pneumoniae Calcular el porcentaje de sensibles y con sensibilidad intermedia a la penicilina Calcular el porcentaje de sensibles a cefotaxima/ceftriaxona usando los puntos de corte para meningitis y para cuadros no meníngeos Estreptococos gr. viridans Staphylococcus aureus Calcular los porcentajes de sensibilidad de forma separada el subgrupo de aislados resistentes a meticilina Fuente: CLSI

Fenotipos de resistencia que deben ser confirmados Microorganismo Fenotipo A) Fenotipos novedosos (no descritos o detectados en casos esporádicos) S. pyogenes PenicilinaR o cefalosporinas 3ª generaciónR S. pneumoniae VancomicinaR o linezolidR L. monocytogenes AmpicilinaR o gentamicinaR N. meningitidis Cefalosporinas 3ª generaciónNS o carbapenémicosNS H. influenzae Cefalosporinas 3ª generaciónR B) Fenotipos poco frecuentes hasta la fecha Enterobacterias Productores de BLEE e inhibidores de BLR CarbapenémicosR (excepto Proteus/Morganella spp) S. enterica Typhi A. baumannii Colistina/polimixinaR P. aeruginosa S. maltophilia CotrimoxazolR Amoxicilina/clavulánicoR o fluorquinolonasR PenicilinaR de alto nivel N. gonorrhoeae Cefalosporinas 3ª generaciónNS S. aureus VancomicinaR de alto nivel, linezolidR, daptomicinaR SCN LinezolidR Enterococcus E. faecalis

S I R Strain/Plasmid Mutations CLSI EUCAST E. coli ATCC 25922-S83L-S80R GyrA Ser83Leu, ParC Ser80Arg S E. coli ATCC-S83L-S80R/qnrA I R E. coli ATCC-S83L-S80R/qnrB E. coli ATCC-S83L-S80R/qnrS

Microorganismos centinela Monitorización periódica de microorganimos centinelas: No existen recomendaciones Epidemiología local Información de ámbito nacional (brotes, importación de nuevos mec., etc) Disposiciones locales, autonómicas o nacionales. Frecuencia de comunicación: alerta, monitorización o impacto de intervención

Grupos de microorganismos centinelas mas frecuentes (1) Característica A) Bacterias multirresistentes Klebsiella/Enterobacter spp Productor de BLEE/carbapenemasa P. aeruginosa Productor de carbapenemasa A. baumannii CarbapenémicosR S. aureus MeticilinaR, glicopéptidosI/R, linezolidR SCN GlicopéptidosR, linezolidR E. faecalis/E. faecium GlicopéptidosR S. pneumoniae PenicilinaR alto nivel, C3GR M. tuberculosis IsoniacidaR+rifampicinaR

Grupos de microorganismos centinelas mas frecuentes (2) B) Patógenos de posible adquisición nosocomial de persona a persona C. difficile Toxigénico Norovirus, astrovirus Adenovirus Serotipo 8 y 19 RSV, virus influenzae VIH, HBV, HCV C) Patógenos de adquisición de fuente ambiental Aspergillus spp Legionella pneumophila Micobacterias Especies de crecimiento rápido D) Otros B. cepacia S. Maltophilia

Nuevos métodos en Microbiología

Métodos de detección rápida de microorganismos centinela Muestra Detección de antigeno Virus respiratorios (VRS, influenza) ELISA de membrana Inmunocromatografía Aspirado nasofaríngeo Toxina de C. difficile ELISA Heces Virus entéricos (Norovirus, astrovirus) L. pneumophila ser. 1 Orina pbp2´ de S. aureus meticilina resistente Aglutinación de latex Cultivo de S. aureus Detección de ácidos nucleicos mecA y SCC de S. aureus meticilin resistente Multiplex PCR en tiempo real Frotis nasal Productores de BLEE y carbapenemasas Microarray cultivo positivo Múltiples determinantes de resistencia (vanB y vanA, mecA) Multiplex PCR e hibridación Sangre PCR en tiempo real heces

Estudios de portadores. SARM A favor En contra El análisis de muestras clínicas sólo detecta 50-70% de los portadores de MRO y es necesario reducir el 90% de las transmisiones para tener impacto en la reducción de las infecciones Deberían utilizarse sólo en caso de brotes, cuando las medidas universales de prevención de infecciones han fallado Evidencia científica que la detección de portadores es beneficioso en la reducción de la infección tanto en brotes como La mayoría de los estudios tienen una calidad limitada y no incluyen grupos control sin detección activa Estas reducciones de la incidencia han ocurrido sólo en instituciones con alta prevalencia de MRO Existe evidencia de reducción de la tasa de infecciones por SARM sin incluir la vigilancia activa de portadores Son menos costosas que los casos de infección por SARM que se evitan Son costosas porque hay que incluir el coste de la técnica, personal del laboratorio, transporte, administración.

Estudios de portadores ¿Qué microorganismos? ¿Qué grupo de pacientes? ¿Qué tipo de muestra? ¿Qué tipo de técnica?

Métodos disponibles para estudios de portadores. MRSA Basados en cultivo Microorganismo Medio de cultivo S. aureus meticilinaR No cromogénicos Agar manitol-sal + 4-6 mg/l oxacilina Agar MH + 4% ClNa + 4-6 mg/l oxacilina Cromogénicos ORSAB (Oxoid) MRSA select (Biorad) ChromID MRSA (Biomérieux) BBL CHROMagarTM MRSA II (BBL) HardyCHROM MRSA (HardyDiagnostics) CHROMagar MRSA (CHROM agar Microbiology) Brilliance MRSA (Oxoid) Chromatic MRSA (Liofilchem) Técnicas moleculares Microorganismo Técnica S. aureus meticilinaR GenoType MRSA Direct (Hain Lifescience) BD GeneOhm MRSA real-time PCR assay (BBL) Cepheid Xpert MRSA assay (Cepheid)

Coste-eficacia en estudios de portadores de SARM. HUVM. Sevilla Prevalencia de SARM en 2010 HUV Macarena (<15%) 23% de PCR-TR de SARM tenían cultivo con SASM. Se cambió la PCR-TR por medio cromogénico. Ahorro anual : 50.000€ (93%)

Obviedad en estudios de vigilancia y control de IN ¿Para qué quieres aplicar técnicas rápidas si no tienes un equipo de control de la infección nosocomial eficiente? No pidas aquella determinación que en caso de ser positiva no sabes lo que significa

Métodos moleculares e IN Identificación de microorganismos resistentes Detección de mecanismos de R: Genes de resistencia Elementos móviles (integrones, Plasmidos,...) Regiones promotoras Genes reguladores Tipificación molecular. PCR (Rep-PCR,...) PFGE MLST Secuenciación

Técnicas de tipado Secuencias repetidas PFGE Secuenciación REP-PCR Ribotipia DiversiLab MLST Todo el cromosoma Cualquier especie Alta discriminación Difícil estandarización Permite normalización 3 días MLVA VTNR 1 día Díficil estandarización No normalización Multiple Loci VNTR Analysis (MLVA ) is a method employed for the genetic analysis of particular microorganisms, such as pathogenic bacteria, that takes advantage of the polymorphism of tandemly repeated DNA sequences. "VNTR" means "Variable Number of Tandem Repeats". This method is well-known in forensic science since it is the basis of DNA fingerprinting in humans. When applied to bacteria, it contributes to forensic microbiology through which the source of a particular strain might eventually be traced back. In a typical MLVA assay, a number of well-selected and characterised (in terms of mutation rate and diversity) loci are amplified by polymerase chain reaction (PCR) so that the size of each locus can be measured

PFGE Suspensión bacteriana Introducción en bloques de agarosa Lisis enzimática Digestión enzimática Electroforesis en campo pulsante Fotografía del gel Análisis del resultado

Técnicas de tipado molecular Permiten comparar el genoma de varios aislados ….GA CC…. ….CT GG…. ….GG CC…. ….CC GG…. 1 mutación=1 cambio genético Aislado A Aislado B

Técnicas de tipado: comparación La relación viene determinada por el número de bandas o grado de relación. En cualquier caso PFGE no es una buena técnica para comparar aislados muy separados en el tiempo. Relación del 78%

Técnicas de tipado: comparación Perfiles idénticos

Ejemplos prácticos en el HUVM Episodio 1: Búsqueda de reservorio Episodio 2: Importancia del determinante de resistencia Episodio 3: Transmisión vs pseudobrote de SARM

Episodio 1: búsqueda del reservorio UCI adultos año 2010 Paciente Fecha Cama Muestra A 23 julio 6 bronquial SARM+ B 27 julio 2 2 pacientes con NAV

Episodio 1: búsqueda del reservorio Situación basal: no había casos anteriores de SARM en la UCI en 2010 bronquial SARM Ingreso ? Paciente A Cama 6 F. nasal no realizado F. nasal negativo Ingreso Paciente B Cama 2 16 22 23 26

Episodio 1: búsqueda del reservorio Cuestiones que se plantean: ¿Es el mismo microorganismo? ¿Se ha podido transmitir entre los dos pacientes? El caso B: ¿Puede ser un falso positivo? ¿Existen otros pacientes portadores en la unidad? ¿Existen portadores sanitarios? Falso positivo quiere decir colonización a través del fibrobroncoscopio?. Las 2 últimas preguntas nos las hacemos siempre cuando aparecen 2 casos en el mismo área.

Episodio 1: búsqueda del reservorio Actuaciones del equipo de infección nosocomial: Aislamiento de los dos casos Limpieza terminal de áreas comunes Búsqueda de portadores en todos los pacientes Búsqueda de portadores en todo el personal Actuaciones habituales cuando aparecen 2 casos en el mismo área y tiempo.

Episodio 1: búsqueda del reservorio Pacientes Todos negativos Trabajadores (71) 1 frotis nasal positivo Fibrobroncoscopio Se había utilizado el mismo en los 2 casos. No cultivo Caso Muestra A A. traqueal B A. traqueal Trabajador F. nasal Trabajado relacionado (Tenover), porque tiene 6 bandas de diferencia pero no está realmente relacionado.

Episodio 1: RESULTADOS Transmisión cruzada entre los 2 pacientes (fibrobroncoscopio?) Fallo en el protocolo de detección precoz del 1er caso El trabajador sanitario “no está relacionado” ACTUACIONES 1) Descolonización del trabajador 2) Formación sobre la limpieza y desinfección del fibrobroncoscopio 3) Control microbiológico del reprocesado de endoscopios 4) Reforzamiento de las muestras de control al ingreso en UCI

Episodio 2: importancia del determinante de resistencia Agosto 2005-febrero 2006 32% de los pacientes colonizados 9 sepsis

Colonized Bacteremia J Hosp Infect 2009; 73: 159-163

Epidemiological and environmental study of an outbreak caused by a carbapenemase-producing K. oxytoca. Feb09 Infected/colonised patients Positive date Death date ICU stay Mar09 Abr09 May09 Jun09 Jul09 Ago09 Sep09 Oct09 Nov09 Dic09 Ene10 Feb10 Mar10 Abr10 May10 Jun10 Jul10 Ago10 Sep10 Oct10 Nov10 Dic10 Ene11 Feb11 Mar11 Abr11 May11 Jun11 Sink removal Sep 10th, 2010 Sink 1 cultures Sink 2 cultures Positive culture Negative culture Sink removal Feb 25th, 2011 MC Domínguez et al. Poster K-237. ICAAC 2011

Episodio 3: transmisión vs pseudobrote En Traumatología 2006-2011: 22 pacientes con infecciones postquirúrgicas Se disponía de 19 aislados conservados ¿Existe transmisión postquirúrgica en el Servicio de Traumatología? ¿Los pacientes estaban colonizados antes de la cirugía? HIPÓTESIS

Episodio 3: transmisión vs pseudobrote clones Se encuentran clones que ya se habían encontrado en otras unidades del hospital. 11 perfiles

Episodio 3: transmisión vs pseudobrote 11 perfiles diferentes: 10 perfiles relacionados con clones del hospital estudiados en años anteriores E2 el grupo mayor (4 casos) Se revisaron los antecedentes epidemiológicos en los 2 grupos mayores del hospital E2: 4/6 pacientes E5: 7/16 En E5 (16 casos en el hosptal y 1 solo en trauma) se vió que 7 de los pacientes habían pasado por la misma consulta de oftalmología. Antecedente previo La misma consulta

Episodio 3: Resultados Pacientes con colonización previa a la intervención Revisar el protocolo de preparación del paciente Actuaciones en las consultas del área Aquí el origen era multifactorial.

Conclusiones Establecer la relación clonal es una herramienta útil para la planificación de intervenciones de control A corto plazo: actuaciones iniciales A largo plazo: búsqueda de reservorios ocultos El estudio comparativo entre aislados debe ir acompañado de un análisis de los determinantes de resistencia Es necesario establecer una base de datos histórica de datos epidemiológicos, microbiológicos y moleculares Equipo de control de IN multidisciplinar y proactivo.

Mantenimiento de baja incidencia de infecciones producidas por patógenos multirresistentes en un hospital terciario Hospital Universitario Virgen Macarena, Seville Jesús Rodríguez-Baño, Lola García-Ortega, Lorena López-Cerero, Carmen Lupión, Mariola Alex, Carmen González, María D. del Toro, Julio López, Encarnación Ramírez, Miguel A. Muniain, Alvaro Pascual Unidad Clínica de Enfermedades Infecciosas y Microbiología. Hospital Universitario Virgen Macarena, Sevilla Spanish Network for Research in Infectious Diseases (REIPI)

Identificación molecular Método (III) Flujo de trabajo Procedimientos Detección diaria de casos Mantenimiento aislados Identificación molecular Microbiología Datos epidemiológicos Precauciones de contacto Limpieza ambientas Refuerzo de medidas de control Feed-back Enfermería de IN Coordinación Consejo clínico y seguimiento Decolonización si es posible Refuerzo de medidas de control Enfermedades Infecciosas

SARM Resultados <15% Infect Control Hosp Epidemiol 2010; 31: 786-95

A. baumannii Resultados Am J Infect Control 2009; 37: 715-22

A. baumannii Resultados Am J Infect Control 2009; 37: 715-22

Resultados MRSA A. baumannii ESBL-K. pneumoniae ESBL-E. coli Media en Hospitales de Andalucía Tasa,Hosp. Univ. V. Macarena

Conclusiones El desarrollo de un programa específico de control de infecciones dirigido a detectar y evitar la transmisión de bacterias MR se asoció con una disminución significativa y mantenida de las tasas de SARM y A. baumannii nosocomial. Las tasas de P. aeruginosa mulrirresistente y K. pneumoniae productor de BLEE se mantuvieron a niveles muy bajos. Los brotes fueron rapidamente detectados y controlados. La identificación molecular “en tiempo real” ha sido una herramienta indispensable. No se detectó transmisión de VRE, de enterobacterias y/o P. aeruginosa productoras de carbapenemasas. El principal problema actual es la entrada de E. coli productor de BLEE desde la comunidad a los hospitales

Hospital Universitario Virgen Macarena. Sevilla Laboratorio de Referencia para tipado molecular de patógenos nosocomiales y detección genotípica de mecanismos de resistencia a antimicrobianos de interés sanitario en Andalucía Programa PIRASOA UGC Intercentros de Enfermedades Infecciosas, Microbiología Clínica y Medicina Preventiva Hospital Universitario Virgen Macarena. Sevilla

Antecedentes Reconocimiento como laboratorio de referencia (UPRA) en noviembre de 2013. Finalidad: tipado molecular de bacterias MR y ofrecer información relevante en tiempo real para el control de brotes producidos por bacterias MR.

Objetivos (I) Servir de apoyo al Programa PIRASOA en la detección, investigación y control de brotes por bacterias MR. Apoyo a SVEA. Determinar la relación clonal de los aislamientos de patógenos nosocomiales MR mediante la combinación de pruebas fenotípicas y genotípicas en tiempo suficiente para poder tomar medidas de control adecuadas. Estudio fenotípico y genotípico de los mecanismos de resistencia de patógenos nosocomiales de interés y que puedan favorecer el desarrollo de medidas terapéuticas y/o preventivas.

Objetivos (II) Identificación y seguimiento de clones de microorganismos MR que circulen en centros hospitalarios de la Comunidad. Creación de una base de datos con los genotipos de interés. Servir de centro centinela para la detección de nuevos mecanismos de resistencia en patógenos nosocomiales o de la comunidad.

Cartera de Servicios (I) Resistencia a antimicrobianos Detección de resistencia a oxacilina (SARM) en Staphylococcus aureus. Detección de resistencia a vancomicina en Enterococcus spp. Detección e identificación de genes de beta-lactamasas de espectro extendido (BLEE) tipo TEM, SHV y CTX-M, más frecuentes en nuestro entorno, en enterobacterias. Detección e identificación de genes de AmpC plasmídicas y cromosómicas. Detección e identificación de genes de beta-lactamasas que hidrolizan carbapenems (carbapenemasas).

Perfiles de la base de datos de Andalucía PFGE Normalización Comparación con perfiles previos MLST Nuevos aislados Comparación con previos

October 2013-Marzo 2015 218 Aislados 21 Hospitales 75 Informes

2014 y 1er Trimestre de 2015 Microorganismos No. Determinantes de resistencia Enterobacteriaceae K. pneumoniae 106 38 KPC-3; 8 OXA-48; 26 OXA-48+CTX-M-15; 12 CTX-M-15; 1 CTX-M-14; 10 SHV gr; 1 hiper TEM-1; 10 CIT gr K.oxytoca 1 K1 Enterobacter spp 5 AmpC+pérdida de porinas E. coli 8 4 OXA-48 C. freundii 2 1 IMP-1; 1 VIM-1 Otros Gramnegativos baumannii 77 47 OXA-23; 20 OXA-58; 10 OXA 24/40 P. aeruginosa 13 AmpC B. cepacia Grampositivos S. aureus mecA

Hospitales 2014 Centro Nº de aislados Nº episodios Media aislados/envio H Virgen de la Victoria 32 9 3,6 H San Cecilio 27 2 13,5 H Reina Sofía 22 11 H alto Guadalquivir de Andujar 14 6 2,3 H Carlos Haya 3 3,0 H Virgen Macarena 8 2,7 H Costa del Sol 7 3,5 H de Jerez 1 H de la Línea 5 H Virgen de las Nieves 1,7 HARE de Puentegenil 4 H de Valme 1,5 H San Juan de Dios de Aljarafe HARE del Valle del Guadiato H de Huercal Overa H de Montilla H Serranía de Málaga H Virgen del Rocío H de Pozoblanco H de Riotinto H de Alcalá la Real

K. pneumoniae ST512 productora de KPC3 Abril, 2013 Cabra agosto 2012 Córdoba Transfer de Italia Febrero, 2014 Montilla Abril, 2014 Pozoblanco Agosto, 2014, Peñarroya-Pueblonuevo Febrero, 2015 Andujar Agosto, 2014 Alcala la Real Mayo, 2014 Jerez Mayo, 2014 Sevilla Diciembre, 2014 Puente Genil

95% similitud Primeros aislados 2012 Nuevo perfil en marzo 2014

K. pneumoniae ST405 productor de CTX-M-15 Brote de Neonatología 2013 Aislados 2014 Brote Hospital La Paz de Madrid

K. pneumoniae productor de OXA-48+CTX-M-15 2012-2014 H Virgen Macarena H San Lázaro H San Juan de Dios 2012-2014 H Reina Sofia 2012-2014 H Virgen de la Victoria H Carlos Haya 2014 H Puerta del Mar H de Jérez

K. pneumoniae productor de OXA-48+CTX-M-15

A. Baumannii resistente a carbapenems febrero-abril, 2014 H San Cecilio OXA-23 ST2 junio, 2014 H San Juan de Dios OXA-23 julio-diciembre, 2014 H Virgen de la Victoria diciembre, 2014 H Virgen Macarena marzo, 2015 H Alto Guadalquivir febrero-julio, 2014 H Andujar OXA-58 marzo, 2014 H Costa de Sol Marzo, 2015 H Regional Malaga Enero, 2015 H San Juan de Dios OXA-24/40 febrero, 2015 H Virgen Macarena

A. baumannii. Transmisión entre centros hospitalarios

Unidades de Gestión de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica

Unidades de Gestión de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica J. Antimicrob. Chemother 2011

Agradecimientos Equipo de Infección nosocomial Enfermería: L García, C Lupión, C González, C Romero, M Alex, C Garcia-Briz Microbiología: L López-Cerero, L. Serrano Medicina Preventiva: J López Enfermedades Infecciosas: MD del Toro, J. Rodríguez Baño