ANTIBIOTICO RESISTENZA

2. ANTIBIOTICO RESISTENZA Uno stipite batterico è resistente ad un farmaco quando è in grado di moltiplicarsi in presenza di concentrazioni del farmaco che risultano inibitorie per la massima parte degli stipiti della stessa specie o, operativamente, quando è in grado di moltiplicarsi in presenza di concentrazioni del farmaco pari a quelle massime raggiungibili nel corso dell’impiego terapeutico. L’antibiotico resistenza è una proprietà geneticamente trasmissibile del microrganismo. Essa può essere naturale oppure acquisita.

3. Resistenza naturale o intrinseca E’ una condizione di generale insensibilità ad un farmaco che si estende a tutti gli stipiti di una data specie • Al microrganismo può mancare la struttura su cui agisce l’antibiotico, come avviene con i micoplasmi che sono privi della parete cellulare e quindi insensibili alla penicillina • La struttura della parete cellulare o la membrana citoplasmatica di un microrganismo possono essere impermeabili a un antibiotico

6. RESISTENZA CROMOSOMICA Ø Costituisce solo il 10-15% di tutte le resistenze acquisite (bassa frequenza di insorgenza) Ø Si realizza tramite un’alterazione mutazionale spontanea dell’informazione genetica cromosomica Ø L’antibiotico esercita un’azione selettiva(seleziona i mutanti resistenti, inibendo le cellule sensibili) Ø Gli stessi mutanti possono essere resistenti anche ad altri antibiotici con caratteristiche simili (resistenza crociata o crossresistenza) Ø Può essere: Ø one-step: è sufficiente una sola mutazione per conferire un elevato grado di resistenza (es. rifamicine, chinoloni) Ø multi-step: sono necessarie più mutazioni perché possa instaurarsi (es. β-lattamine, macrolidi, cloramfenicolo)

7. RESISTENZA EXTRACROMOSOMICA Ø Costituisce il 90% di tutte le resistenze (alta frequenza di insorgenza) Ø Si origina per acquisizione di nuova informazione geneticache deriva da altri microrganismi e che penetra nella cellula mediante i meccanismi di coniugazione, trasformazione e trasduzione Ø Può riguardare più antibiotici contemporaneamente (resistenza multipla) Ø E’ a trasmissione orizzontale (tramite lo scambio genetico) Ø Può essere trasferita anche a microrganismi appartenente a specie differenti (resistenza contagiosa) Ø E’ dovuta a geni presenti su plasmidi o trasposoni (elementi genici mobili)

9. Studio dell’efficacia degli antibiotici Uno dei test più importanti che viene comunemente eseguito nel laboratorio di microbiologia clinica è la determinazione dell’efficacia antimicrobica di un farmaco nei confronti di specifici patogeni. Nella pratica clinica questo tipo di test, essenziale per una corretta terapia, permette di vedere quali siano i farmaci più efficaci nei confronti di un certo microrganismo patogeno e fornisce, inoltre, una stima della dose terapeutica più opportuna per la cura della malattia infettiva.

10. MIC e MBC Il metodo più corretto per determinare l’efficacia di un antibiotico nei confronti di un microrganismo consiste nello stabilire, per ogni farmaco antibatterico, la concentrazione minima inibente (MIC) e la concentrazione minima battericida (MBC). MIC(Minimal Inhibitory Concentration): la concentrazione minima di antibiotico in grado di inibire la crescita batterica. MBC (Minimal Bactericidal Concentration): la più bassa concentrazione di antibiotico in grado di distruggere i batteri.

11. Antibiogramma Test per la determinazione della sensibilità batterica ai farmaci antibatterici Le varie tecniche per eseguire questo tipo di test sono sostanzialmente riconducibili a due metodi principali: • Metodo dei dischetti di diffusione • Test di diluizione in agar o brodo

12. Metodo dei dischetti di diffusione Nel metodo dei dischetti di diffusione il microrganismo in esame viene coltivato su piastre di agar in presenza di antibiotici contenuti in dischi: se il microrganismo cresce normalmente significa che è resistente, se invece è sensibile si rende visibile attorno al disco un alone di inibizione. È un metodo quali-quantitativo, semplice, rapido ed economico, valido per microrganismi aerobi a crescita rapida. È il procedimento più comunemente usato in laboratorio, e permette di ottenere una valutazione della MIC. Attualmente il test di diffusione su dischetto più utilizzato è il metodo di Kirby-Bauer, sviluppato agli inizi degli anni ’60.

13. Quantità note dell’agente antimicrobico sono assorbite su dischetti di carta da filtro che vengono poi depositati sulla superficie del terreno agarizzato. • L’agente antimicrobico diffonde dal dischetto nell’agar creando un gradiente di concentrazione: quanto più ci si allontana dal dischetto, tanto minore sarà la sua concentrazione, fino al punto in qui si raggiungerà la concentrazione critica (MIC aprossimata). Al di là di questo punto si avrà crescita confluente, mentre nella zona • più vicina al dischetto la crescita sarà assente. • La zona in cui non si è avuta crescita viene chiamata alone di • inibizione.

15. INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI

16. MIC su terreno solido 1 mg/ml 0,5 mg/ml 0,25 mg/ml 0,125 mg/ml 0,06 mg/ml ceppo 1 = 0,25 mg/ml ceppo 2 = 0,5 mg/ml ceppo 3 = 0,25 mg/ml

17. Interpretazione dei risultati dei tests di sensibilità S. aureus E. coli

19. Metodo delle diluizioni progressive • Nei test di sensibilità mediante diluizione la sensibilità del microrganismo viene valutata in base alla sua crescita o meno in un terreno di coltura - che può essere solido o liquido - contenente diverse concentrazioni dell'antibiotico. Questo metodo è quantitativo e consente di determinare accuratamente oltre alla MIC anche la MBC (Minimal Bactericidal Concentration), ovvero la più bassa concentrazione di antibiotico in grado di distruggere la totalità dei batteri. Il metodo è valido e preciso, ma purtroppo anche costoso e di lunga attuazione, per cui l'impiego è limitato a pochi casi: • trattamenti di affezioni molto serie in cui sia necessario valutare la MBC per determinare il dosaggio dell'antibiotico (es. nelle endocarditi batteriche o osteomieliti); • valutazione della sensibilità di microrganismi a lenta crescita (es. micobatteri e actinomiceti);

20. TEST DI DILUIZIONE Nel test di diluizione in brodo di coltura si prepara una serie di provette di terreno contenenti diverse concentrazioni di antibiotico, e le si inoculano con quantità convenzionali dell’organismo da testare. La concentrazione più bassa di antibiotico che porta ad assenza di crescita dopo 16-20 ore di incubazione è la MIC. E’ invece possibile calcolare la MBC se le provette che non presentano crescita sono sottoposte a subcultura in terreno fresco privo di antibiotico: la concentrazione più bassa di antibiotico alla quale il microrganismo non è in grado di crescere quando viene trasferito in terreno fresco equivale alla MBC. Il metodo di diluizione su agar è molto simile al test di diluizione in brodo di coltura: piastre contenenti quantità variabili di antibiotico si inoculano e, quindi, viene valutata la crescita.

21. La Minimum Inhibitory Concentration (MIC) indica una inibizione della crescita e non che il batterio venga ucciso (sebbene in pratica una lunga inibizione della crescita conduca alla eliminazione del batterio attraverso le difese immunitarie dell’ospite. La Minimum Bactericidal Concentration (MBC) è generalmente superiore (2-4 volte) alla MIC. Dato che comporta la semina del brodo su agar, il test ha delle limitazioni per il tempo che si perde e i costi.

26. L’antibiogramma Oggi i test di sensibilità ai farmaci antibatterici possono essere eseguiti con apparecchiature semi-automatiche in cui i batteri vengono fatti crescere in terreno liquido, in presenza di dosi prefissate dei farmaci e la lettura dei risultati, eseguita da un fotometro registratore, viene interpretata da un elaboratore elettronico, che fornisce in tal modo il significato finale.

28. INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI I valori standard di sensibilità variano per ciascun microrganismo e sono basati sulla concentrazione plasmatica di farmaco che può essere raggiunta senza la comparsa di effetti tossici. Questi consentono di classificare il microrganismo in: • "sensibile", quando l'antibiotico risulta efficace ai dosaggi comunemente raccomandati, • "intermedio", quando la crescita batterica è inibita solo al dosaggio massimo raccomandato, • "resistente", quando l'antibiotico dovrebbe essere utilizzato a dosaggi che risulterebbero tossici nell'organismo.

29. Selezione dell’antibiotico appropriato • Preliminare identificazione del patogeno • Conoscere il tipo di patogeno coinvolto può aiutare a scegliere il • farmaco giusto. • Profilo di suscettibilitá • antibiogramma secondo Kirby-Bauer - diffusione • MIC (minimal inibitory concentration) - diluizione • Altamente raccomandato. Richiede almeno 1 giorno di tempo

30. La Richiesta di Esame colturale con Antibiogramma • Le domande che vengono poste: • Qual'è il patogeno in causa ? • La terapia empirica impostata è efficace anche sul patogeno isolato ? • Quali sono i farmaci che posso utilizzare in alternativa alla terapia empirica ? • Meno tossici • Per via orale

31. Emocoltura:Pseudomonas aeruginosa - Antibiogramma

32. Emocoltura:Pseudomonas aeruginosa - Antibiogramma

33. Piperacillina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Ceftazidime 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Cefepime 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Imipenem 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Meropenem 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Aztreonam 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Gentamicina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Tobramicina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Amikacina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16| 32 | 64 | 128 | 256 Ciprofloxacina 0.5 | 1| 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Levofloxacina 0.5 | 1 | 2| 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Pseudomonas aeruginosa

34. R Piperacillina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Ceftazidime R 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Cefepime R 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Imipenem R 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 R Meropenem 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Aztreonam R 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 R Gentamicina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 R Tobramicina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 I Amikacina 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16| 32 | 64 | 128 | 256 Ciprofloxacina R 0.5 | 1| 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 R Levofloxacina 0.5 | 1 | 2| 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 Pseudomonas aeruginosa

38. Sepsidefinizione Sindrome clinica, (scatenata dalla presenza di un processo infettivo grave a partenza per es da polmone, addome, vie urinarie) dovuta all’interazione tra l’agente infettivo e l’ospite, che porta ad una risposta infiammatoria sistemica e abnorme, con alterazioni emodinamiche, respiratorie, metaboliche e immunologiche • Patogenesi:Focolaio primitivo d’infezione= focolaio sepsigeno o porta d’ingresso a livello del quale i microrganismi si moltiplicano e diffondono nel sangue circolante in gittate successive

39. 1. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference Sepsi Grave Shock Settico Infezione/Trauma Sepsi SIRS SIRS = Systemic Inflammatory Response SyndromeTemperatura > 38°C o < 36°C Battito > 90 battiti / min Respirazione > 20 / min o PaCO2 <32 mm HgLeucociti> 12.000/mm3 o < 4.000/mm3 or >10 % Immature SEPSI= SIRS causata infezione sospetta o documentata SEPSI GRAVE= Sepsi associate a disfunzione d’organo e ipoperfusione o ipotensione

40. SepsiIncidenza in terapia intensiva Secondo lo studio di Angus e al, e Sands una larga porzione di pazienti con sepsi severa viene trasferito nelle terapie intensive (51-9%) Sands KE, Bates DW, Lanken PN, et al. Epidemiology of sepsis syndrome in 8 academic medical centers. JAMA 1997;278: 234-40. L’ incidenza di sepsi severa nelle terapie intensive di Francia, Italia, Spagna, Australia si attesta tra il 10 e il14% e la mortalità intorno al 50%. Infezioni e sepsi sono le principali cause di morte e portano ai maggiori costi nelle unità di terapia intensiva delle medicine Nell’ambito dello studio SepNet condotto in Germania si è stimata un’incidenza di 154.000 casi di sepsi/anno, che corrispondono a circa 220 per 100.000 abitanti, raffrontabile a quella dell’infarto miocardio acuto (193 per 100.000) e superiore all’AIDS (17 per 100.000).

41. SepsiEpidemiologia: Negli ultimi 20 anni si e’ registrato un forte incremento delle infezioni da GRAM+ con una significativa crescita delle infezioni fungine USA 1979-2000: nel 2000 cause dominanti di sepsi 52% Gram positivi, 37,6% Gram negativi, miceti 4,6% Aumento del 207% delle infezioni da miceti Aumento del 26,3% annuo di infezioni da Gram positivi Greg S. Martin, M.D., David M. Mannino, M.D., Stephanie Eaton, M.D., and Marc Moss, M.D. The Epidemiology of Sepsis in the United States from 1979 through 2000. N Engl J Med 2003;348:1546-54.

42. SepsiFattori di rischio: • epidemiologici: aumento dell’età media e delle patologie associate ad un maggior rischio di infezioni (neoplasie, AIDS, interventi chirurgici, malattie croniche) • iatrogeni: diffuso uso di mezzi invasivi (cateteri venosi centrali, ventilazione meccanica), antibiotici a largo spettro e corticosteroidi

43. Gram-positive microorganisms account for the majority of episodes of bacteriemia in critically ill patients in the ICU. The occurrence of bacteriemia is an ominous prognostic factor for these patients, with an attributable mortality rate of 16 to 25%

44. Gram-positive microorganisms account for the majority of episodes of bacteriemia in critically ill patients in the ICU. The occurrence of bacteriemia is an ominous prognostic factor for these patients, with an attributable mortality rate of 16 to 25%

45. The early recognition of bacteremia is important for instituting adequate antimicrobial therapyI

46. The early recognition of bacteremia is important for instituting adequate antimicrobial therapy

47. The early recognition of bacteremia is important for instituting adequate antimicrobial therapy

48. ICAAC Chicago 17-20 sept 2007 L-477 The Impact of Initiation of Inadequate Antimicrobial Therapy on Survival in Human Septic Shock. A. KUMAR1,2, P. ELLIS 3, Y. ARABI 4, P. DODEK 5, G. WOOD 6, F. KHAN 3, H. PAULIN 3, W. FU 5, W. FU 5, E. HALMARSTROM 1, Catss Study Group; 1Univ. of Manitoba, Winnipeg, Canada, 2Cooper Hosp./UMDNJ, Camden, NJ, 3Univ. of Toronto, Toronto, Canada, 4King Fahd Natl. Guard Hosp., Riyadh, Saudi Arabia, 5Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada, 6Univ. of Victoria, Victoria, Canada. A series of retrospective studies have demonstrated that initiation of inadequate (IA) rather than adequate (AD) antimicrobial therapy in serious infections and bacteremia is associated with a 2 fold reduction in survival. However, a comprehensive examination of adequacy of therapy in a large cohort of septic shock is lacking.

49. A retrospective analysis of septic shock patients was performed to determine the relationship between adequacy of initial antimicrobial therapy and survival to hospital discharge. Methods: Data was extracted from the medical records of 5715 cases of septic shock from 24 community and academic hospitals. Outcome was stratified by adequacy of initial therapy, clinical infection site and organism.

50. Group n % AD O Sur(%)ADSur(%) IA Sur (%) Overall 5715 80.1 43.7 52 11.3 Culture + 4056 76.6 43.7 53.6 10.3 Culture - 1659 88.6 43.8 48.8 5.3 Community 3142 81.2 51.3 60.2 14.6 Nosocomial 2573 71.6 34.8 45.1 8.8 Gram + 1355 77.8 44.4 52.8 15.3 Gram - 2002 83.7 50.1 57.9 14.7 Yeast 443 44.5 16 31 4 P<0.0001 for AD vs IA for each group.