PERFIL DE RESISTENCIAS Y MULTIRRESISTENCIAS EN LA MICROBIOTA COMPARTIDA ENTRE HUMANOS Y ANIMALES DE ABASTO PRISM-AG Lorenzo Aguilar Mª José Giménez PRISM-AG.

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1 PERFIL DE RESISTENCIAS Y MULTIRRESISTENCIAS EN LA MICROBIOTA COMPARTIDA ENTRE HUMANOS Y ANIMALES DE ABASTO PRISM-AG Lorenzo Aguilar Mª José Giménez PRISM-AG Juan Carlos González Servicio Canario de la Salud

2 Microbiota PRISM-AG En 1 g de materia orgánica fecal o nasofaríngea
1 millón de millones (1012) de bacterias pertenecientes a >500 especies (≈2.000 millones/especie). Forman parte de la microbiota: por cada célula eucariota hay bacterias formando parte del organismo. Rara vez crean patología (sólo por traslocación desde su nicho ecológico) PRISM-AG

3 Datos de España PRISM-AG Aviar Sensibles R ≥3 R ≥5 E. coli (n=101)
5,9% 79,2% 49,5% E. faecium (n=36) 0% 83,3% 27,7% PRISM-AG Porcino Sensibles R ≥3 R ≥5 E. coli (n=169) 3,6% 84,6% 50,3% E. faecium (n=41) 2,4% 82,9% 4,9% EFSA & ECDC, The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196

4 Escala perceptiva de interés por R
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 UCI AP Cirugía MI Med. prevent Micro PRISM-AG Paciente

5 Índice Origen, selección, diseminación y difusión de las resistencias Microbiota común y binomios especie-resistencias Gram-positivos: resistencias a meticilina y vancomicina Gram-negativos: producción de betalactamasas Co-resistencia y Multirresistencia Conclusiones PRISM-AG

6 Origen, selección, diseminación y difusión de las resistencias
PRISM-AG Origen, selección, diseminación y difusión de las resistencias

7 Mecanismos de Resistencia
PRISM-AG

8 Origen PRISM-AG

9 Aparición, selección y diseminación
Transformación Conjugación Transducción Mutación puntual RESISTOMA Presencia de Antibióticos + SELECCIÓN de resistencias PRISM-AG Presencia de Antibióticos DISEMINACION de cepas resistentes

10 Selección y diseminación de R
Farmacodinamia: Relación entre la farmacocinética (distribución del antibiótico) y la diana para predecir un efecto: 1. Erradicación/persistencia 2. Selección de resistencias 3. Selección de poblaciones resistentes en la microbiota intestinal. PRISM-AG

11 Concentraciones séricas o tisulares (mg/L)
Selección de Resistencias Tiempo (h) Concentraciones séricas o tisulares (mg/L) CMI Cmax CPM VSM AUC/CMI: Aminoglucósidos Quinolonas Vancomicina Tetraciclinas T>CMI: Betalactámicos Macrólidos PRISM-AG

12 Selección de Resistencias
Co-selección de resistencias: Selección simultánea de resistencia a un antimicrobiano específico en distintas especies o clones de la microbiota Selección de co-resistencias: Selección de resistencias a distintos antimicrobianos en una especie o clon de la microbiota Abco A RA RA,B RA,B,C PRISM-AG

13 Selección de Resistencias
Co-selección de resistencias y selección de co-resistencias se producen simultáneamente en la microbiota En presencia de antibióticos se altera la biodiversidad microbiana En presencia de stress antibiótico, la resistencia (y multirresistencia) es un factor de colonización PRISM-AG Colonización por bacterias resistentes o multirresistentes Probabilidad de infección por bacterias resistentes o multirresistentes Antimicrobianos para el tratamiento de la infección Diseminación y difusión de bacterias resistentes o multirresistentes

14 Diseminación de Resistencias
PRISM-AG

15 Diseminación de Resistencias
0h h Control Antibiótico 1 Antibiótico 2 Antibiótico 3 Sevillano D, Aguilar L, Alou L, Giménez MJ et al. PLoS One. 2008;3:e3846 Sevillano D, Aguilar L, Alou L, Giménez MJ et al, J Antimicrob Chemother 2006;58: Fitness Selección y diseminación de cepas resistentes en la microbiota PRISM-AG

16 Difusión dentro de la explotación
Difusión de Resistencias Antibióticos: Carnes y lácteos RESISTENCIAS Promotores de crecimiento Profilaxis Tratamiento Difusión dentro de la explotación Heces – Suelo – Forraje Desde la explotación Ríos – pozos – Aguas Peces, productos piscícolas Productos vegetales Modificada de S.B. Levy. APUA PRISM-AG

17 Microbiota común y binomios especie-resistencias
PRISM-AG articulo.mercadolibre.com.mx Microbiota común y binomios especie-resistencias razasporcinas.com

18 Y la resistencia se hizo ley….
J.C. González, 2014 Decisión de ejecución de la Comisión de 12 de noviembre de 2013 sobre el seguimiento y la notificación de la resistencia de las bacterias zoonóticas y comensales a los antibióticos. Diario Oficial de la Unión Europea. 2013/652/UE PRISM-AG …necesidad de vigilancia y seguimiento para determinar las tendencias y fuentes de resistencia bacteriana… …en animales destinados a la producción de alimentos… …en bacterias indicadoras comensales…

19 Microbiota común y resistencias
Especies con MR en humanos Especies con MR en animales de abasto S. aureus Enterococcus spp. Enterobacterias Campylobacter PRISM-AG S. pneumoniae S. aureus Enterococcus spp. Enterobacterias No fermentadores (P. aeruginosa, Acinetobacter spp.) ECDC & EMEA 2009 y 2012

20 Binomios especies-resistencias
Diario Oficial de la Unión Europea. 2013/652/UE S. aureus – resistencia a la meticilina E. faecalis* y E. faecium* – resistencia a la vancomicina Campylobacter coli y C. jejuni – resistencia a quinolonas y macrólidos Enterobacterias (Salmonella spp. y E. coli*): Betalactamasas de espectro extendido (BLEEs) Betalactamasas AmpC Carbapenemasas *Indicadores comensales en animales de abasto EL ECDC velará por la comparación entre los datos provenientes de animales de abasto, sector alimentario y datos de humanos PRISM-AG En negrilla las especies comunes a la microbiota humana y de animales

21 Fenotipos no sensibles
No sensibilidad: CMIs por encima del “breakpoint”* de sensibilidad Resistencia: CMIs por encima del “breakpoint”* de resistencia Heterorresistencia: presencia de una subpoblación resistente (que es minoritaria pero seleccionable) dentro de la población total sensible Tolerancia: capacidad de sobrevivir en presencia de concentraciones de antibiótico normalmente letales. Viene definida por cocientes CMB/CMI ≥16 o ≥32 *La directiva utiliza los “breakpoints” epidemiológicos y los clínicos del EUCAST PRISM-AG

22 Gram-positivos: resistencias a meticilina y vancomicina
PRISM-AG Gram-positivos: resistencias a meticilina y vancomicina

23 PRISM-AG

24 Abcos y R en S. aureus PRISM-AG Introducción abco Respuesta S. aureus
Datos clínica: 90% 25-50% 10-50% SARM 15% SASM 75% h-VISA 100% VISA Penicilina Betalactamasas Isoxazolilpenicilinas R meticilina (SARM) Vancomicina R intermedia vancomicina HeteroR (h-VISA): 90% HomoR (VISA): 10% Tolerancia a vancomicina: PRISM-AG

25 ¿Prevalencia de SARM? PRISM-AG
Humanos % infecciones por S. aureus (Lancet 2006;368:874-85) Portadores – porcino ≈80% (JAC 2013;68:1510-6) terneros ≈60% vacuno % aviar % explotaciones Datos de Tenerife (Foodborne Pathog Dis 2012;9:207-10) : 85,7% SARM en cerdos PRISM-AG La prevalencia de portadores se asocia con la higiene de la explotación, uso de antimicrobianos y edad de los animales (Prev Vet Med Jun 1;105(1-2):155-9) Pocos estudios de prevalencia y duración del estado de portador Ausencia de estudios de prevalencia de h-VISA y/o tolerancia a vancomicina entre los SARM

26 Principales clones de SARM
Linaje Clon Aviar Equino Vacuno Porcino Humanos CC1 ST1 ● CC5 ST5 CC8 ST8 ST254 CC9 ST9 CC22 ST22 ST36 CC97 ST97 CC130 ST130* CC398 ST398 PRISM-AG *mecC Pantosti A. Front Microbiol 2012;3:127

27 SARM - mecC PRISM-AG 7 casos de CC130 en total
7 casos de CC130 en total Sólo 4 casos con información epidemiológica 3 de ellos en granjeros Demostración de transmisión intra-familiar en 1 caso

28 SARM tras contacto profesional
PRISM-AG aMRSA resistant to SmaI digestion or belonging to specific spa types are included under ST398. *Farmers exposed to MRSA-positive pigs Pantosti A. Front Microbiol 2012;3:127

29 Datos a considerar PRISM-AG
En Holanda, las cepas de SARM con origen en animales (LA-MRSA associated clones) representaron un 39% de todos los nuevos SARM aislados de infecciones en humanos en 2011 Las recomendaciones de tratamiento de pacientes incluyen realizar detección de SARM en pacientes con contacto profesional con ganado Muchos hospitales aíslan a este tipo de pacientes hasta conocer los resultados de la detección Emerg Infect Dis 2013;19: PRISM-AG Tradicionalmente se ha considerado que los clones asociados a ganado, ST130 (con gen mecC) y ST398, eran de baja virulencia y limitada capacidad de difusión entre humanos. Sin embargo la reciente descripción de una transmisión intrafamiliar y de graves infecciones ha hecho sugerir su búsqueda en pacientes con contacto profesional o en áreas rurales Scand J Infect Dis 2010;42:318-20; JAC 2014;69:45-50

30 PRISM-AG

31 Enterococos Ubicuo: presente como parte de la flora intestinal de humanos, aves, mamíferos, suelo, agua… Menor diversidad clonal que S. aureus Considerado de baja patogenicidad en ausencia de factores del huésped (inmunosupresión, técnicas invasivas…) Especies principales: E. faecalis y E. faecium Todos son tolerantes a penicilinas y glicopéptidos (vancomicina) E. faecium presenta mayor facilidad para la adquisición de resistencias PRISM-AG

32 Resistencia en aislados de animales
EFSA (European Food Safety Authority) and ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control), The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196 Alta resistencia a eritromicina y tetraciclina: ≈ 60% Aviar ≈ 70% (tetra) y ≈ 40% (eritro) en porcino ≈ 35% (tetra) y ≈ 25% (eritro) en bovino Debido a la Resistencia cruzada entre avoparcina y vancomicina, el uso de avoparcina como promotor de crecimiento fue prohibido en la UE en 1997. PRISM-AG avoparcina vancomicina

33 Resistencia a vancomicina en enterococos
Datos de infecciones en humanos: EEUU: la resistencia a vancomicina en E. faecium pasó del 0% en los años 80 al 80% en 2007 (Nat Rev Microbiol 2012;10:266-78) relacionado con uso de vancomicina para tratamiento de infecciones por SARM y C. difficile España: ≈14% en E. faecium (BMC Infect Dis 2007;7:29) E. faecium resistente a vancomicina se asocia a resistencias a: ampicilina y aminoglucósidos (alto nivel) PRISM-AG

34 Resistencia a vancomicina en enterococos
Datos de resistencia a vancomicina en animales en Europa: E. faecalis E. faecium Vacuno 0 – 1,7%a 0% Porcino 0 – 0,9%b Aviar 0 – 3,7%c 0 – 9,1%c PRISM-AG aHolanda, bDinamarca, cBelgica Datos de resistencia a vancomicina en animales en España: No existen datos en vacuno 0% en porcino y aviar EFSA (European Food Safety Authority) and ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control), The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196

35 Resistencia a vancomicina en enterococos
PRISM-AG Prevalencia de E. faecium resistente a vancomicina en aves y cerdos en Dinamarca tras la prohibición del uso de avoparcina en Tomado de Guide to Antimicrobial Use in Animals. Editado por Guardabassi L, Jensen LB y Kruse H, 2008

36 Gram-negativos: producción de betalactamasas
PRISM-AG Gram-negativos: producción de betalactamasas

37 E. coli PRISM-AG

38 Betalactámicos PRISM-AG

39 Gram negativos PRISM-AG Especies bacterianas Enterobacterias: E. coli
Salmonella spp. Klebsiella spp. Enterobacterias del grupo ESCPM: Enterobacter aerogenes Serratia marcescens Citrobacter freundii Providencia rettgeri Morganella morganii No-fermentadores: Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter baumannii Reservorio de betalactamasas Betalactamasas de espectro extendido (BLEEs) BLEEs AmpC BLEEs, AmpC, carbapenemasas PRISM-AG

40 BLEEs Surgen en respuesta a la introducción de cefalosporinas de espectro extendido (3ª generación) en años 80 Existen múltiples variantes debido a mutaciones en los genes blaTEM y blaSVH. En la última década aparición del grupo CTX-M. Confieren resistencia a cefalosporinas de 1ª, 2ª y 3ª generación y a aztreonam pero no a cefamicinas o carbapenémicos Son inhibidas por inhibidores de betalactamasas (ac. clavulánico, tazobactam) Las cepas productoras presentan co-resistencia a fluoroquinolonas y aminoglucósidos Su selección y difusión se ha asociado a la presión antibiótica por cefalosporinas de 3ª generación, aminoglucósidos y quinolonas pero no a combinaciones betalactámico/inh. betalactamasas o carbapenémicos PRISM-AG

41 Prevalencia en aislados clínicos
Prevalencia de BLEEs ha aumentado en la última década Aumento en la última década de CTX-M que, a diferencia de TEM y SHV, no se ha mantenido confinada a Klebsiella y ha proliferado en E. coli Klebsiella spp.: 10% R a cefalosporinas de 3ª generación 18% R a quinolonas Eur Surveill 2008;13:pii:19045 E. coli: Prevalencia de BLEEs ha aumentado 8 veces desde 2000 a 2006 J Clin Microbiol 2010;48:2840-5 Estudio SMART Prevalencia de 8,5% en E. coli y Klebsiella Rev Esp Quimioter 2011;24:223-32 PRISM-AG

42 Prevalencia en aislados animales
EFSA & ECDC, The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196 Prevalencia de cepas productoras de BLEE en España E. coli Salmonella spp. Vacuno 0% Porcino 0,6% 2,4% Aviar 20,8% PRISM-AG Un estudio de la Universidad Técnica de Dinamarca ha demostrado que >50% de la carne de pollo que importa Dinamarca contiene BLEEs En cambio, se ha reducido el nº cerdos con BLEE en ese país debido a que los granjeros ya no los tratan con cefalosporinas, de acuerdo con el informe Danmap 2011 (programa danés para la vigilancia del consumo de antibióticos y la resistencia de las bacterias procedentes de animales, alimentos y humanos). 

43 AmpC PRISM-AG Inicialmente en bacterias del grupo ESCPM y Pseudomonas
Todos los aislados del grupo ESCPM deben considerarse productores de AmpC Son betalactamasas cromosómicas inducibles por presencia de cualquier betalactámico Cuando betalactámico desaparece Producción de AmpC retorna a niveles basales Bacteria parece sensible (sin serlo) a cefalosporinas de 3ª generación Sólo carbapenémicos como betalactámicos activos PRISM-AG

44 AmpC Producción desrreprimida (producción constante en ausencia de inductor) Descrita en 20% infecciones por ESCPM durante tratamiento con cefalosporinas de 3ª generación AmpC cromosómica plásmidos transmisibles Aparición en E. coli y Klebsiella (pueden producir conjuntamente BLEEs) Las principales detectadas en E. coli aislados de humanos y animales de abasto son: CMY-2 y DHA-1 PRISM-AG

45 Clin Microbiol Infect 2012;18:646-55
Prevalencia de AmpC en E. coli Menor frecuencia que BLEEs, pero extensión mundial Aislados hospitalarios: 0,16 – 2,6% (Clin Microbiol Rev 2009;22:161-82) España: 0,56% (Int J Med Microbiol 2013;303:553-7) Datos de animales: Vacuno: 0,7 – 2,4% Porcino: 2,0 – 4,0% Aviar: 3,1 - ≈14% Clin Microbiol Infect 2012;18:646-55 PRISM-AG

46 Extended‐spectrum β‐lactamase‐producing and AmpC‐producing Escherichia coli from livestock and companion animals, and their putative impact on public health: a global perspective  Spatial and host distribution of Escherichia coli extended‐spectrum β‐lactamase (ESBL)/AmpC types with regard to data and the references given in Tables S1 and S2. With the exception of the category ‘Companion animals—Asia’, all pie charts presented are based on a minimum number of eight studies. © This slide is made available for non-commercial use only. Please note that permission may be required for re-use of images in which the copyright is owned by a third party. Clinical Microbiology and Infection Volume 18, Issue 7, pages , 23 APR 2012 DOI: /j x

47 Emergence of AmpC-producing Escherichia coli in the broiler production chain in a country with a low antimicrobial usage profile. Mo SS, Norström M, Slettemeås JS, Løvland A, Urdahl AM, Sunde M. Vet Microbiol Feb 20 [Epub ahead of print] Identical plasmid AmpC beta-lactamase genes and plasmid types in E. coli isolates from patients and poultry meat in the Netherlands. Voets GM, Fluit AC, Scharringa J, Schapendonk C, van den Munckhof T, Leverstein- van Hall MA, Stuart JC. Int J Food Microbiol 2013;167: Dutch patients, retail chicken meat and poultry share the same ESBL genes, plasmids and strains. Leverstein-van Hall MA, Dierikx CM, Cohen Stuart J, Voets GM, van den Munckhof MP, van Essen-Zandbergen A, Platteel T, Fluit AC, van de Sande-Bruinsma N, Scharinga J, Bonten MJ, Mevius DJ; National ESBL surveillance group. Clin Microbiol Infect 2011;17:

48 Resistencia a Carbapenémicos
AmpC (clase C betalactamasas) o BLEEs (clase A) + Alteraciones de permeabilidad (bombas de expulsión y/o déficit de porinas) b) Producción de no metalo-carbapenemasas, fundamentalmente de los tipos OXA- (clase D) y KPC- (clase A) y/o c) Producción de metalo-betalactamasas (clase B), fundamentalmente de los tipos IMP- y VIM- PRISM-AG Carbapenemasas

49 Carbapenemasas PRISM-AG Prevalencia baja, pero………
Implican resistencia a todos los betalactámicos disponibles No inhibidas por inhibidores de betalactamasas No existen inhibidores de carbapenemasas comercializados Se asocian a otros mecanismos de resistencia Se encuentran: Principalmente en no-fermentadores (Pseudomonas, Acinetobacter) En menor medida en Enterobacterias (E. coli y K. pneumoniae) Descrita aparición en Bacteroides fragilis PRISM-AG

50 Prevalencia de Carbapenemasas
Datos de infecciones en humanos: K. pneumoniae: 5,3% (KPC) pero 10% total de resistencia a carbapenémicos E. coli: 0,3% (OXA-48) En áreas específicas de nuestro país, VIM-1 e IMP-22 son emergentes (0,2%) La aparición de nuevas metalo-betalactamasas (KPC-3 y NDM-1) confirman la diseminación de aislados productores Se asocian a exposición previa a cefalosporinas de 3ª generación, acilureidopenicilinas y carbapenémicos PRISM-AG Clin Microbiol Infect 2012;18:413-31; AAC 2012;56:420-7; Eur Surveill 2010;15:46

51 Prevalencia en animales
Comunicaciones esporádicas Acinetobacter spp. productor de NDM-1 y OXA-23 - en vacuno en Francia - en pollos en China - en caballos en Bélgica Salmonella spp. productor de VIM-1 en cerdos en Alemania E. coli productor de VIM-1 en cerdos en Alemania PRISM-AG EFSA BIOHAZ Panel Scientific opinión on carbapenem resistance in food and animal ecosystems. EFSA Journal 2013;11:3501; Vet Microbiol 2014;Feb 15 [Epub ahead of print]

52 Co-resistencia y Multirresistencia PRISM-AG

53 Datos de España PRISM-AG Aviar Sensibles R ≥3 R ≥5 E. coli (n=101)
5,9% 79,2% 49,5% E. faecium (n=36) 0% 83,3% 27,7% PRISM-AG Porcino Sensibles R ≥3 R ≥5 E. coli (n=169) 3,6% 84,6% 50,3% E. faecium (n=41) 2,4% 82,9% 4,9% EFSA & ECDC, The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196

54 Bacterias índice y abcos probados
E. coli E. faecium Ampicilina Cefotaxima Cloranfenicol Eritromicina Nalidíxico-Ciprofloxacino Gentamicina Linezolid Estreptomicina Quinopristina/dalfopristina Sulfonamidas Tetraciclina Trimetroprima Vancomicina PRISM-AG EFSA & ECDC, The European Union Summary Report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in EFSA Journal 2013;11(5):3196

55 PRISM-AG Conclusiones

56 Conclusiones PRISM-AG
No existen estudios exhaustivos de farmacoepidemiología de resistencias en animales de abasto Alta necesidad de implementar estudios de vigilancia continuada de las resistencias emergentes, su difusión y su peso específico en la multirresistencia Con el fin de elaborar estrategias para contrarrestar la selección y diseminación de resistencias es necesario realizar estudios farmacodinámicos en animales de abasto PRISM-AG

57 Conclusiones PRISM-AG
Alta prevalencia de SARM en cerdos y terneros, pero no en vacas y aves Sin datos de fenotipos de resistencia a vancomicina en SARM Identidad de clones de SARM en animales de abasto e infecciones en humanos Genotipos emergentes como ST398 y ST130 (con gen mecC ) produciendo infecciones graves en humanos La resistencia a vancomicina en E. faecium es 0% en porcino y aviar en España pero llega hasta 9% en aviar en algunos países de la UE. No existen datos en vacuno en España. PRISM-AG

58 Conclusiones PRISM-AG
Resistencia mediada por BLEEs en E. coli en España es alta en aviar, emergente en porcino y no descrita en vacuno. Resistencia mediada por AmpC en E. coli en España es más alta en animales de abasto que en aislados clínicos Resistencia mediada por carbapenemasas emergente y sólo en comunicaciones esporádicas en animales de abasto PRISM-AG

59 Conclusiones PRISM-AG
Co-resistencia y multirresistencia elevada en E. coli y E. faecium en aviar y porcino (datos disponibles) Mejorar la utilización de antibióticos: Mayor presencia de servicios veterinarios Aumentar medidas de control de infección y resistencias Mejorar los test diagnósticos de detección de resistencias Determinar parámetros PK/PD en animales de abasto para una posterior extrapolación poblacional Base para la prevención de difusión de resistencias emergentes PRISM-AG Pagel et al (Advanced Veterinary Therapeutics Dpt.). Use of antimicrobials in livestock. Rev Sci Tech 2012;31:

60 Conclusiones PRISM-AG
Es un GRAN RETO para todos los profesionales involucrados PARAR la tendencia creciente de Resistencia antimicrobiana con el fin de salvaguardar la eficacia de los antibióticos en el futuro. La utilización responsable y con transparencia de antimicrobianos junto con una monitorización continua de la Resistencia mediante surveillances son elementos básicos de cualquier estrategia. La situación actual require un replanteamiento de prácticas insostenibles y aunar esfuerzos para desarrollar alternativas para mantener la salud y bienestar de animales y personas. PRISM-AG Vaarten J (Federation of Veterinarians of Europe). Rev Sci Tech 2012;31:221-9.

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62 Escala perceptiva de interés por R
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PRISM-AG Animal de abasto