SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.25 issue3Disseminaded coccidiodomycosis presentig as acute respiratory distress syndrome in a liver postrasplant recipientMycetoma caused by Phellinus species: a rare case from Brazil author indexsubject indexarticles search
Home Pagealphabetic serial listing  

Services on Demand

Journal

Article

Indicators

Related links

  • On index processCited by Google
  • Have no similar articlesSimilars in SciELO
  • On index processSimilars in Google

Share


Infectio

Print version ISSN 0123-9392

Infect. vol.25 no.3 Bogotá July/Sept. 2021  Epub May 15, 2021

https://doi.org/10.22354/in.v25i3.947 

CASO CLINICO

Colonización rectal por Enterobacterales productores de múltiples carbapenemasas: Reporte de un caso de coproducción

Rectal colonization by Enterobacterales producing multiple carbapenemases: a co-production case report

Diego Josa-Montero1  2  * 

Soad Yusef-Mejía3  4 

Alex Julián Forero3  5 

Rafael Leal1  6 

Julieth Rojas1  7 

Germán Esparza8 

1Laboratorio de Microbiología, Departamento de Laboratorio Clínico y Patología, Fundación Clínica Shaio. Bogotá, Colombia

2 https://orcid.org/0000-0003-0870-7257

3 Unidad de Cuidados Intensivos, Fundación Clínica Shaio. Bogotá, Colombia

4 https://orcid.org/0000-0002-6960-2726

5 https://orcid.org/0000-0003-2924-5151

6 https://orcid.org/0000-0002-9685-2587

7 https://orcid.org/0000-0003-2189-1431

8 Programa de Aseguramiento de la Calidad - Proasecal SAS. Bogotá Colombia. https://orcid.org/0000-0002-8395-6803


Resumen

El constante aumento de Enterobacterales productores de carbapenemasas (CPE) se constituye en un problema de salud pública a nivel mundial, por el impacto generado en la mortalidad de los pacientes. El tracto gastrointestinal es el principal reservorio de este tipo de microorganismos, por lo cual, la colonización rectal se convierte en un importante factor de riesgo para el desarrollo de posteriores infecciones. Una de las estrategias de vigilancia epidemiológica activa, es la búsqueda de pacientes colonizados, a través de cultivos de tamización para detectar estos microrganismos multirresistentes.

Reportamos el caso de un paciente, con historia de sepsis de origen pulmonar, colonizado por Klebsiella pneumoniae con coproducción de carbapenemasas NDM + KPC y Escherichia coli con carbapenemasa NDM. Este hallazgo es cada vez más frecuente, lo cual implica un reto en su detección y diagnóstico. Se describen características del paciente, procedimientos realizados y hallazgos microbiológicos.

Palabras clave: Carbapenemasas; Enterobacterales; coproducción; tamización; nefelometría; inmunoensayo.

Abstract

The constant increase in carbapenemase-producing Enterobacterales (CPE) constitutes a public health problem worldwide, due to the impact generated on the mortality of patients. The gastrointestinal tract is the main reservoir for this microorganism, which is why, rectal colonization becomes an important risk factor for the development of subsequent infections. One of the active epidemiological surveillance strategies is the search for colonized patients through screening cultures, to detect these multi-resistant microorganisms.

We report the case of a patient, with a history of sepsis of pulmonary origin, colonized by Klebsiella pneumoniae with co-production of NDM + KPC carbapenemases and NDM carbapenemase-producing Escherichia coli. This finding is more and more frequent, which implies a challenge in its detection and diagnosis. Patient characteristics, procedures performed and microbiological findings are described.

Keywords: Carbapenemases; Enterobacterales; co-production; screening; nephelometry; immunoassay

Introducción

Los Enterobacterales productores de carbapenemasas (CPE) han emergido como una importante amenaza para la salud pública; siendo endémicos en Colombia1,2,3. Dentro de estas enzimas, las más frecuentemente identificadas son de tipo serina principalmente Klebsiella pneumoniae carbapenemasa (KPC). Sin embargo, desde 2011 se ha reportado un aumento en la detección de New Delhi Metalo-β lactamasa (NDM) cuyo reporte inicial se asoció con un brote en una Unidad de cuidado intensivo neonatal4.

La mortalidad asociada a infecciones por bacilos Gram negativos productores de carbapenemasas puede ser superior al 40%, y los sobrevivientes tienen estancias hospitalarias prolongadas, con altos costos para el sistema de salud5,6,7. La colonización del tracto gastrointestinal se relaciona con mayor tasa de infección y mortalidad por estos microorganismos3,5,8.

Reportamos el caso de un paciente, con historia de sepsis de origen pulmonar, en quien, dentro del tamizaje rectal, se documentó colonización por Klebsiella pneumoniae con coproducción de carbapenemasas NDM + KPC y Escherichia coli productora de carbapenemasa NDM. Este hallazgo es cada vez más frecuente y demuestra la plasticidad genética de las bacterias para adquirir mecanismos simultáneos de multirresistencia, lo cual implica retos diagnósticos, terapéuticos y conlleva a desenlaces clínicos desfavorables.

Descripción del caso

Paciente de 55 años de edad con antecedente de hipertensión arterial y obesidad, quien llega a nuestro servicio de urgencias, remitido de otra institución, por cuadro de dolor en epigastrio de una semana de evolución. De manera extrainstitucional se había definido falla cardiaca descompensada, sin embargo, presentó rápido deterioro clínico con disfunción multiorgánica de presunto origen infeccioso asociada a neumonía adquirida en la comunidad. Con antecedente de trombosis de venas cava inferior, iliacas y femorales bilaterales. Estudios de remisión reportaron aislamiento de E. faecalis en urocultivo, sensible a ampicilina y de S. aureus meticilino-resistente (SAMR) en hemocultivos. Se documentaron tratamientos antibióticos previos con piperacilina/tazobactam y vancomicina.

A su ingreso a la institución presentó estado de choque séptico refractario, se indicó toma de 2 sets de hemocultivos e inicio de terapia con Daptomicina (10 mg/Kg/dia), más Ceftarolina (600 mg cada 8 h) y toma de ecocardiograma transesofágico con el objetivo de descartar endocarditis infecciosa. La imagen cardiaca descartó vegetaciones y confirmo disfunción ventricular derecha. Por protocolo institucional de control de infecciones, se tomaron cultivos de vigilancia de secreción orotraqueal, orina e hisopado rectal para la tamización de bacilos Gram negativos productores de carbapenemasas.

a) Cultivos de tamización de muestras de hisopado rectal, orina y secreción orotraqueal:

El hisopado rectal del paciente fue procesado por técnica rápida de nefelometría láser utilizando el kit Carbapenemase HB&L® Alifax (Alifax, Italia) sigueindo indicaciones del fabricante9. Se agregó 200 uL de muestra al vial con caldo BHI del kit, se adicionó 200 uL del reactivo del kit y se ingresó en el equipo automatizado HB&L Light ® . Esta muestra fue positiva a las 6 horas, indicando la presencia de bacilos Gram negativos resistentes a carbapenémicos. Posteriormente, a partir de este vial positivo se realizó siembra en agar MacConkey.

Los cultivos de vigilancia de muestras de orina y de secreción orotraqueal se sembraron en agar en placa por método convencional, siguiendo protocolo institucional.

b) Pruebas de identificación y susceptibilidad:

De las siembras en agar MacConkey del vial del hisopado rectal positivo por nefelometría se obtuvo crecimiento de dos tipos de bacilos Gram negativos, los cuales fueron identificados como Klebsiella pneumoniae y Escherichia coli por el sistema automatizado Vitek 2® (bioMerieux, Marcy l’etoile). Ambos microorganismos presentaron resistencia a carbapenémicos en as pruebas de susceptibilidad automatizada. En los cultivos de secreción orotraqueal y orina también se obtuvo crecimiento de K. pneumoniae resistente a carbapenémicos. (Tabla 1)

Tabla 1.in vitro

c) Pruebas fenotípicas convencionales:

Para la confirmación de resistencia y clasificación del tipo de carbapenemasa se utilizaron pruebas fenotípicas como Test de Hodge de acuerdo con las guías de Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) y pruebas de sinergia con ácido borónico y ácido etilendiaminotetracético (EDTA) siguiendo las recomendaciones del Instituto Nacional de Salud de Colombia (INS).

Las pruebas de sinergia realizadas al aislamiento de Klebsiella pneumoniae de hisopado rectal mostraron positividad con EDTA lo cual es consistente con la producción de metalocarbapenemasas, pero fueron negativas con ácido borónico, lo cual descartaría la producción de carbapenemasas de clase A como KPC. Esto pone en evidencia las limitaciones de las pruebas fenotípicas de sinergia, en bacterias que coproducen enzimas. (Fig. 1C)

d) Pruebas de inmunoensayo de flujo lateral:

Para la caracterización del tipo de carbapenemasa presente en cada uno de los aislamientos se empleó pruebas de inmunoensayo de flujo lateral RESIST-3 - O.K.N® (Coris BioConcept, Gembloux Bélgica). En un tubo plástico se añadieron 12 gotas de solución amortiguadora del kit, luego se emulsionaron tres colonias de la cepa a estudiar y se homogenizó. Se dispensaron 3 gotas de esta suspensión en el casete y se dejó correr por 15 minutos.

El aislamiento de K. pneumoniae recuperado a partir de hisopado rectal fue positivo para carbapenemasa KPC y metalocarbapenemasa NDM. El aislamiento de Escherichia coli fue positivo para metalocarbapenemasa NDM. (Fig. 1A). Adicionalmente, el aislamiento de K. pneumoniae recuperado de secreción orotraqueal fue positivo para carbapenemasa NDM, mientras que el aislamiento de K. pneumoniae recuperado de orina, fue positivo para carbapenemasa KPC. (Fig. 1B)

e) Pruebas moleculares:

A cada uno de estos aislamientos recuperados se les realizó PCR en tiempo real utilizando la plataforma Xpert Carba-R® (Cepheid, Sunnyvale, USA) para reconfirmar el tipo de gen presente.

El aislamiento de K. pneumoniae de hisopado rectal fue positivo para blaKPC y blaNDM y E. coli con gen blaNDM. En los aislamientos de K. pneumoniae de secreción orotraqueal y de orina se detectó blaNDM y blaKPC respectivamente. No se detectaron carbapenemasas blaOXA-48, blaIMP y blaVIM. (Tabla 1)

Por evolución clínica favorable, por hemocultivos de control negativos y porque no se detectaron estos microorganismos en otras muestras clínicas, estos hallazgos se consideraron colonizaciones y el paciente egresa sin complicación.

Cabe aclarar, que, dentro de los cultivos de vigilancia a otros pacientes de la UCI, no se encontraron mas cultivos positivos.

Discusion

Las enzimas carbapenemasas puede expresar la resistencia a los carbapenémicos en diferentes niveles y su complejidad y versatilidad bioquímica representan un reto para su detección4.

La coproducción de carbapenemasas, es un ejemplo de plasticidad genética y adaptación bacteriana. Se ha demostrado que esta condición pueda estar asociada a mayor fracaso terapéutico, ya que aumenta las CIM para los carbapenémicos, genera co-resistencia con varias familias de antibióticos y limita el uso de nuevas combinaciones de inhibidores como Ceftazidime/Avibactam10.

En la India, Karthikeyan et al, reportaron en 2012, la coproducción de NDM + OXA en un aislamiento de K. pneumoniae recuperado de urocultivo11. Luego, en 2014 Dortet et al, reportaron en Pakistan, 2 casos de infecciones asociadas a dispositivos en las cuales se recuperó Klebsiella spp. portadora de los genes KPC-2 y NDM-1 confirmado por técnica molecular12. Kazi et al, en 2010, reportaron la coproducción de NDM-1 + OXA-23 en 4 aislamientos de A. baumannii, con CIM elevadas para carbapenémicos y aminoglicósidos debido a la presencia de la metilasa ribosomal ArmA, frecuentemente asociada con plásmidos que transportan NDM-113.

En Colombia de acuerdo con el último informe del Sistema Nacional de Vigilancia Epidemiológica de las Infecciones Asociadas a la Atención en Salud y Resistencia bacteriana del INS, se documentaron 359 aislamientos de carbapenemasas tipo NDM, la mayoría en Enterobacterales y Acinetobacter spp. Las coproducciones correspondieron al 8.2% de los casos y las más identificadas fueron KPC + VIM (128 casos) y KPC + NDM (46 casos) en Pseudomonas spp. y Enterobacterales principalmente14,15,16.

La detección de bacterias Gram negativas que coproducen enzimas es un desafío para los laboratorios de microbiología. Las pruebas fenotípicas de captura de carbapenemasas (THM, Carba NP y mCIM) no diferencian el tipo específico de enzima. Las pruebas de sinergia con inhibidores (Acido Borónico y EDTA), que se emplean en Colombia para diferenciar las enzimas (serin-carbapenemasas y metalo-carbapenemasas) tienen importantes limitaciones. Se afectan por la cantidad de enzima producida, pueden generar falsos positivos por hiperproducción de AmpC y por permeabilización de la membrana externa; y la interpretación depende de la distancia entre los sensidiscos10. De acuerdo con el INS de Colombia, estos inhibidores pueden principalmente obviar las serin-carbapenemasas cuando se presentan en conjunto con metalocarbapenemasas (Datos no publicados). Los únicos métodos que permiten realizar tipificación y diferenciación de las carbapenemasas son la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y el inmunoensayo de flujo lateral.

Como limitación de este estudio, destaca la no disponibilidad de electroforesis de campos pulsados o secuenciación genómica para determinar la relación genética entre los aislamientos.

Este es el primer reporte en Colombia, de colonización rectal por Enterobacterales que co-producen carbapenemasas NDM y KPC, ademàs de colonización orotraqueal por K.pneumoniae productora de carbapenemasa NDM y en orina por K.pneumoniae productora de carbapenemasa KPC.

La tamización rápida por nefelometría laser en muestras de hisopado rectal fue de gran importancia para lograr su pronta identificación y aplicar medidas de control.

El protocolo institucional de tamización rectal, es una estrategia de vigilancia epidemiológica con el fin de evitar brotes en los diferentes servicios, principalmente en unidades de cuidado intensivo, la cual permite identificar posibles pacientes colonizados por microorganismos multirresistentes permitiendo de esta manera aislarlos y dar manejo al paciente para evitar futuras complicaciones. El hallazgo microbiológico presentado en este caso es de gran importancia ya que permite conocer que algunos de los genes de resistencia y coproducciones que colonizan a pacientes hospitalizados.

La aplicación de metodologías diferentes a las convencionales representa un beneficio significativo en el ámbito clínico, ya que permite una identificación confiable en un periodo de tiempo corto. En comparación con las pruebas de biología molecular las pruebas de inmunoensayo de flujo lateral resultan ser más económicas y el costo-beneficio para aplicación de estas pruebas en la rutina del laboratorio de microbiología es positivo, ya que permite un mejor manejo de los pacientes críticos, disminución en el uso de antibióticos de amplio espectro y también reduciendo favorablemente las estancias hospitalarias.

Su detección es un pilar fundamental de los programas de optimización de antimicrobianos y de control de infecciones. Solo mediante la implementación de metodos rapidos, sensibles y específicos, se podrán aplicar intervenciones exitosas.

Referencias

1. Villegas MV, Lolans K, Correa A, Suarez CJ, Lopez JA, Vallejo M, Quinn JP; Colombian Nosocomial Resistance Study Group. First detection of the plasmid-mediated class A carbapenemase KPC-2 in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae from South America. Antimicrob Agents Chemother. 2006;50(8):2880-2. doi: 10.1128/AAC.00186-06. [ Links ]

2. Villegas MV, Lolans K, Correa A, Kattan JN, Lopez JA, Quinn JP; Colombian Nosocomial Resistance Study Group. First identification of Pseudomonas aeruginosa isolates producing a KPC-type carbapenem-hydrolyzing beta-lactamase. Antimicrob Agents Chemother. 2007;51(4):1553-5. doi:10.1128/AAC.01405-06. [ Links ]

3. Ovalle MV, Saavedra SY, González MN, Hidalgo AM, Duarte C, Beltrán M. Results of the national surveillance of antimicrobial resistance of Enterobacteriaceae and Gram negative bacilli in health care-associated infections in Colombia,2012-2014. Biomédica. 2017;37(4):473-485. doi:10.7705/biomedica.v37i4.3432. [ Links ]

4. Escobar Pérez JA, Olarte Escobar NM, Castro-Cardozo B, et al. Outbreak of NDM-1-producing Klebsiella pneumoniae in a neonatal unit in Colombia. Antimicrob Agents Chemother 2013. 57:1957-1960. http://dx.doi.org/10.1128/AAC.01447-12. [ Links ]

5. Kohler PP, Volling C, Green K, Uleryk EM, Shah PS, McGeer A. Carbapenem Resistance, Initial Antibiotic Therapy, and Mortality in Klebsiella pneumoniae Bacteremia: A Systematic Review and Meta-analysis. In: Infection Control and Hospital Epidemiology. 2017;38(11):1319-1328. doi: 10-1017/ice.2017.197. [ Links ]

6. Van Duin D, Doi Y. The global epidemiology of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, Virulence, 2017.8:4,460469. [ Links ]

7. Pereira PS, Borghi M, Albano RM, et al. Coproduction of NDM-1 and KPC-2 in Enterobacter hormaechei from Brazil. Microb Drug Resist. 2015;21(2):234-236. [ Links ]

8. Queenan AM, Bush K . Carbapenemases: the versatile β-lactamases. Clin Microbiol Rev. 2007;20(3):440-458. [ Links ]

9. Alifax. Kit para el cribado fenotípico de Enterobacterias spp resistentes a los carbapenemas en muestras biológicas en los analizadores de la línea microbiologica Alifax. HB&L carbapenemase kit. Italia. 2015. [ Links ]

10. Villegas M, Jimenez A, Esparza G, Appel TM. Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae: A Diagnostic, Epidemiological And Therapeutic Challenge. Infectio 2019; 23(4): 388-398 [ Links ]

11. Karthikeyan M, Toleman C.G, Giske M, Thirunarayan K, Kumaraswamy N, Narayam P, Krishnan P, Walsh T . First report of the co-existence of blaOXA-48 or blaOXA-48- like gene with blaNDM-1 in Enterobacteriaceae from India. 2018. 20th ECCMID, Posters. [ Links ]

12. Dortet L, Poirel L, Al Yaqoubi F, Nordmann P. NDM-1, OXA-48 and OXA-181 carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in Sultanate of Oman, 2012. Clin Microbiol Infect 2012; 18: E144-E148 10.1111/j.1469-0691.2012.03796. [ Links ]

13. Kazi, M, Drego L, Nikam >C., Ajbani K, Soman, R. Molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae at a tertiary care laboratory in Mumbai, Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2014. DOI 10.1007/s10096-014-2249. [ Links ]

14. Ovalle M, Saavedra S, et al. Informe de Resultados de la Vigilancia por Laboratorio de Resistencia antimicrobiana en Infecciones Asociadas a la Atención en Salud (IAAS) 2017.Instituto Nacional de Salud, Bogotá, D.C. [ Links ]

15. Rojas LJ, Wright MS, De La Cadena E, et al. Initial assessment of the molecular epidemiology of blaNDM-1 in Colombia. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(7):4346-4350). [ Links ]

16. Instituto Nacional de Salud. Circulación de carbapenemasas tipo Nueva Delhi metalo-β-lactamasa (NDM) en Colombia 2012-2014. Colombia: Instituto Nacional de Salud. 2014. [ Links ]

Cómo citar este artículo: D. Josa-Montero, et al. Colonización rectal por Enterobacterales productores de múltiples carbapenemasas: Reporte de un caso de coproducción. Infectio 2021; 25(3): 193-196

Responsabilidades éticas

Protección de personas y animales. Los autores declaran que para este reporte de caso no se realizaron experimentos en seres humanos ni en animales.

Confidencialidad de los datos. Los autores declaran que en este artículo no aparecen datos que permitan identificar al paciente.

Derecho a la privacidad y consentimiento informado. Los autores han obtenido el consentimiento informado del paciente referido en el artículo. Este documento obra en poder del autor de correspondencia.

Conflicto de intereses. Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

La investigación se llevó a cabo con financiación propia de la Fundación Clínica Shaio.

7No se presentaron conflictos de interés.

Recibido: 28 de Marzo de 2020; Aprobado: 26 de Agosto de 2020

* Autor para correspondencia. Correo electrónico: diego.josa@shaio.org Diagonal115 A # 70 C-75 Fundación Clínica Shaio, Bogotá, Colombia Código Postal: 111121

Creative Commons License Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons