Le criticità e la risposta ad Acinetobacter baumannii nella Regione Campania

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1 Le criticità e la risposta ad Acinetobacter baumannii nella Regione Campania Raffaele Zarrilli Dipartimento di Scienze Mediche Preventive Università di Napoli Federico II

2 Emergence of carbapenem-resistant A. baumannii in intensive care unit of University Federico II, Naples, Italy Zarrilli et al. J Clin Microbiol, 42:946-53, 2004.

3 Zarrilli et al. J Clin Microbiol, 42:946-53, 2004.

4 A. baumannii survival in the hospital setting Dijkshoorn et al., Nat Rev Microbiol 5: , 2007

5 Antimicrobial use rates in the ICU during the study period Antimicrobial agent Defined daily dose rates year Ampicillin group Antipseudomonal penicillins Third-generation cephalosporins Carbapenem group Fluoroquinolones Aminoglycosides Zarrilli et al. J Clin Microbiol, 42:946-53, 2004.

6 may 03 jun 03 jul 03 aug 03 sep 03 oct 03 nov 03 dec 03 jan 04 feb 04 mar 04 apr 04 may 04 jun 04 jul 04 n. of isolates from each patien Intra- and inter-hospital spread of A. baumannii in Naples during MS ICU CS ICU Other Zarrilli et al, Clin Microbiol Infect, 13:481-9, 2007.

7 Acinetobacter baumannii Outbreak in Monaldi Hospital 6/03-7/04 75 patients 39 infections; 36 colonizations 52 M (median age 68 years) 23 F (median age 72 years) Mechanical ventilation in 63/75 patients Crude Mortality 45 pts (60%) 37 VAP 2 Bacteremia Acb Attributable Mortality 27 pts (36%) Underlying disease; SOFA score, SAPS II; presence of co-pathogens

8 Acinetobacter baumannii Outbreak in Monaldi Hospital May Jun Jul Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Endo Exog

9 PFGE typing of A. baumannii strains isolated in Naples Zarrilli et al, Clin Microbiol Infect, 13:481-9, 2007.

10 Antimicrobial susceptibility profiles of epidemic A. baumannii strains from Naples Antimicrobial Breakpoint MIC 50 MIC 90 Range S R Sulbactam/Ampicill 8/4-32/ Piperacill/Tazobactam 16/4-128/ >250 Ceftazidime >250 Cefepime Imipenem Meropenem Amikacin > >250 Gentamicin Ciprofloxacin >250 Rifampicin Colistin 4 - > Zarrilli et al, Clin Microbiol Infect, 13:481-9, 2007.

11 Molecular analysis of antimicrobial resistance genes in A. baumannii strains from Naples Gene Location Antimicrobial resistance AmpC Chromosome All bla except esc, carb bla OXA-66 Chromosome oxa, cloxa aaca4 2.2 kb class 1 integron amk, net, tob bla OXA kb class 1 integron oxa, cloxa bla OXA kb plasmid (ISAba2, ISAba3) oxa, cloxa, carb Zarrilli et al, Clin Microbiol Infect, 13: , 2007.

12 Un nuovo aumento del numero delle infezioni causate da A. baumannii si è verificato nei reparti delle terapie intensive cardio-respiratoria (CR-ICU) e medico-chirurgica (PO-ICU), pochi casi sporadici in altri reparti. Studiare l epidemiologia molecolare di A. baumanni nei reparti CR- ICU e PO-ICU dell ospedale Monaldi durante il biennio Studiare le caratteristiche genetiche degli isolati di A. baumanni responsabili del focolaio epidemico. Analizzare la suscettibilità microbica ed i meccanismi di antibiotico resistenza degli isolati.

13 TIPIZZAZIONE MOLECOLARE Giannouli et al., J Clin Microbiol, 48, , 2010.

14 Curva epidemica dei genotipi PFGE A / ST2 e PFGE B / ST78 PO-ICU, medical surgical intensive care unit; CR-ICU, cardio-respiratory intensive care unit. Giannouli et al., J Clin Microbiol, 48, , 2010.

15 Suscettibilità agli antibiotici degli isolati di A. baumannii Antibiotici PFGE A / ST2 (n. totale di ceppi:16) PFGE B / ST78 (n. totale di ceppi:55) MIC 50 MIC 90 MIC 50 MIC 90 Sulbactam-ampicillina Piperacillina-tazobactam Ceftazidime Cefepime Imipenem Meropenem Amikacina 125 > >250 Gentamicina Ciprofloxacina Rifampicina Colistina <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Quattro isolati con genotipo PFGE B / ST78 dall ospedale Cotugno mostravano una suscettibilità agli antibiotici identica agli isolati con profilo di PFGE type B / ST78 dell ospedale Monaldi ; Il singolo isolato con genotipo PFGE type B / ST78 dall ospedale Cardarelli era susceptible all Imipenem ( MIC 1.0 mg/l) ed al Meropenem ( MIC 0.5 mg/l). Giannouli et al., J Clin Microbiol, 48, , 2010.

16 n. di isolati Epidemiologia molecolare di A. baumannii nelle A.O. "V. Monaldi" e " A. Cardarelli" ST2 ST25 ST78 Genotipo MONALDI CARDARELLI

17 Tabella 1. Caratteristiche dei ceppi epidemici di A. baumannii isolati in Campania Ceppo Ospedale Anno Pazienti PFGE MLST 3LST Resistenza Carbapenemici IMP MIC 700 Federico II NA A CHDL 2105 Federico II NA F OXA Monaldi NA F OXA Pozzuoli NA F OXA Monaldi NA F OXA Monaldi NA N OXA Monaldi NA O OXA Cotugno NA O OXA Cardarelli NA O Cardarelli NA O OXA-58 Di Popolo et al., Clin Microbiol Infect, 17, , 2011.

18 Acinetobacter baumannii multi-resistente nel Mediterraneo Di Popolo et al., Clin Microbiol Infect, 17, , 2011.

19 Genomi dei ceppi epidemici di A. baumannii Ceppo Genotipo Contigs Basi (>500 bp) 1 assemblate Sequenze codificanti Plasmidi (kb) proteine ST p1abst p2abst ST p1abst p2abst ST p1abst assemblati de-novo; 2 generate mediante annotazione automatica verso il genoma di ABN57. Zarrilli et al., J Bacteriol, 193, , 2011.

20 Analisi genomica comparativa L analisi dei genomi di ST2, ST25 ed ST78 ha identificato 2926 proteine omologhe a quelle dei genomi di A. baumannii sequenziati. Sono state identificate 60 regioni genomiche variabili, di dimensioni da 2 a 55 kb, presenti/assenti nei genomi o contenenti DNA non omologo. Le regioni genomiche variabili contengono geni codificanti per enzimi metabolici, emolisine, antigeni di superficie, proteine di resistenza agli antibiotici. Il genoma di ST25 presenta diverse regioni genomiche variabili contenenti geni coinvolti nella degradazione dei composti aromatici.

21 Struttura genetica dei plasmidi ST2 ST78 ST25 Zarrilli et al., J Bacteriol, 193, , 2011.

22 Epidemiologia genomica di A. baumannii Le epidemie di A. baumannii nella regione Campania sono state causate dal genotipo ST2 ed in minor misura dai genotipi ST1, ST25 ed ST78. I genomi di ST2, ST25 and ST78 hanno un elevato grado di sintenia ma presentano diverse regioni genomiche non omologhe. Plasmidi contenenti il gene bla OXA-58 e/o geni coinvolti nel trasferimento orizzontale del DNA sono stati identificati nei genomi di ST2 and ST78; due differenti plasmidi contenenti il gene bla OXA-72 sono stati identificati nel genoma di ST25.

23 Log10 (viable cells) CFU/mL Log10 (viable cells) CFU/mL Curve di batteriocidia di A. baumannii con genotipo ST2 ed espressione di OXA CTRL IMI COL RIF SAM COL+RIF TIME POINTS CTRL IMI+COL IMI+RIF IMI+COL+RIF SAM+RIF SAM+COL SAM+COL+RIF TIME POINTS Tripodi et al Int J Antimicrob Agents, 30, , 2007.

24 Il Sistema di Sorveglianza delle antibiotico-resistenze A.O. V. Monaldi Napoli 1. elenco dei germi sentinella, individuato in base all'epidemiologia locale e ai dati di letteratura dal CIO aziendale nel mese di Giugno 2007: Acinetobacter baumannii MDR Pseudomonas aeruginosa MDR Enterobacteriaceae ESBL + Stafilococco aureo meticillino-resistente (MRSA) Stafilococco aureo con resistenza intermedia alla vancomicina (VISA) Pneumococchi altamente resistenti alla penicillina Enterococchi resistenti alla vancomicina Stenotrophomonas maltophilia resistente al cotrimossazolo Aspergillus spp. Legionella pneumophila Clostridium difficile

25 2. Flussi informativi a) segnalazione del primo isolamento del germe sentinella dal Laboratorio di Microbiologia all Unità Operativa interessata (mediante un referto diverso rispetto a quello standard), alla DMP ed all'infettivologo; attivazione nell Agosto 2007, copertura vicina al 100% fin dall inizio; b) trasmissione all'atto della segnalazione dalla DMP all Unità Operativa interessata di schede per la raccolta dei principali dati clinici relativi ai pazienti coinvolti e il relativo flusso inverso di ritorno (Ottobre 2007).

26 3. Procedura assistenziale Strumento di gestione dell'evento isolamento di germe sentinella, predisposto dal CIO aziendale e diffuso a tutte le Unità Operative prima dell avvio del sistema di sorveglianza.

27 4. Il Registro (Settembre 2009) Numero progressivo Nome paziente Data ricovero Germe Campione Data isolamento Data segnalazione Data trasmissione schede Data restituzione schede Patogenicità (col/inf) Esito del paziente

28 Il Registro rende facilmente disponibili i dati epidemiologici; permette l'individuazione precoce di eventi epidemici all interno delle singole Unità Operative e dell ospedale; consente di operare un controllo di qualità sul funzionamento del sistema dei flussi informativi, rilevando eventuali intervalli temporali prolungati non giustificati che potrebbero compromettere la tempestiva applicazione di tutte le idonee misure di gestione del paziente.

29 A.O. V. MONALDI - NAPOLI 100% Tasso di Isolamento di Ac. baumannii MDR (in rapporto al totale degli isolamenti di A. baumannii. MDR) 80% 60% 40% 20% % Area chirurgica Area medica Area critica

30 A.O. V. MONALDI - NAPOLI Tasso di Isolamento di A. baumannii MDR (in rapporto al totale dei germi sentinella isolati) AREA CRITICA 80% 60% R 2 = 1 40% 20% 0%

31 A.O. V. MONALDI - NAPOLI Tasso di isolamento di A. baumannii MDR in Area Critica (in rapporto al numero di ricoveri) 10% 8% 6% 4% R 2 = 0,6809 2% 0%

32 Sorveglianza delle infezioni ospedaliere in Terapia Intensiva Neonatale A.O.U. Federico II Relazioni mensili delle infezioni in NICU (protocollo NHSH per NICU II/III livello) Tamponi settimanali naso-faringei e rettali per la ricerca di germi sentinella Relazioni mensili degli isolamenti dei germi sentinella Controlli microbiologici ambientali

33 % pz. colonizzati nuovi pz. colonizzati A. baumannii NICU AOU Federico II Napoli % pz. colonizzati nuovi pz. colonizzati Settimane 0

34 Gruppi di lavoro Acinetobacter in Regione Campania Università di Napoli Federico II Maria Bagattini Anna Di Popolo Maria Giannouli Maria Triassi Raffaele Zarrilli Pier Paolo Di Nocera Francesco Rocco Fabio Rossano Seconda Università di Napoli Emanuele Durante-Mangoni Marie-Francoise Tripodi Riccardo Utili Santa Maria delle Grazie Pozzuoli Concetta Sarnataro A.O. Monaldi Napoli Mariano Bernardo Susanna Cuccurullo Riccardo Smeraglia Valeria Crivaro Gennaro De Sisto Liliana Pagano Antonio Rispo Gaetano Sagliocco Marco Papa A.O. Cardarelli Napoli Gerardino Amato A.O. Cotugno Napoli Marco Conte

35 GRAZIE PER L ATTENZIONE!