Økning av OXA-244 karbapenemase-produserende E. coli i Europa

K-res ønsker å informere om at ECDC nylig har utgitt en Rapid Risk Assessment angående økning i antall tilfeller med OXA-244 karbapenemase-produserende E. coli i Europa.

​På bakgrunn av en økning av OXA-244 karbapenemase-produserende E. coli i Tyskland har ECDC utført en undersøkelse blant referanselaboratorier i Europa. K-res har i samarbeid med Folkehelseinstituttet bidratt med norske data inkludert helgenomsekvenseringsdata (HGS), som inngår i ECDC-rapporten(1).

Totalt innhentet ECDC HGS-data på 315 OXA-244-produserende E. coli stammer fra 10 europeiske land, samt data fra åpent tilgjengelige databaser. Norge bidro med HGS data på syv stammer fra 2018 og 2019.

Rapporten viser at det har skjedd en gradvis økning av OXA-244-produserende E. coli i Europa fra 33 tilfeller mellom 2013-2015 til 116 tilfeller i 2019. Fylogenetisk analyse basert på kjernegenomet identifiserte en geografisk utbredt samling av genetisk beslektede OXA-244 produserende E. coli tilhørende sekvenstype (ST38). Stammer tilhørende denne genetiske linjen ble observert i alle 10 europeiske land som innrapporterte data. Av de syv isolatene fra Norge, tilhørte fem isolater ST38 hvorav fire av disse tilhørte samme genetiske linje. Intern analysering viser relativt nært slektskap (24-39 SNP forskjeller) mellom disse fire stammene, men det foreligger ingen klar epidemiologisk kobling i tid og sted (fire forskjellige laboratorier og 14 måneders tidsrom).

E. coli ST38 er en kjent globalt utbredt høy-risiko klon, ofte assosiert med ESBL og karbapenemase gener (2-4). I tillegg til å være assosiert med infeksjoner har E. coli ST38 også blitt identifisert i avløpsvann, matvarer og dyr. I Norge er det tidligere vist nært slektskap av E. coli ST38 isolater med plasmid-mediert AmpC hos kylling og mennesker (5).

Karbapenemasen OXA-244 tilhører OXA-48 gruppen (klasse D OXA-karbapenemaser)(6). OXA-48 karbapenemaser hydrolyserer penicilliner, smalspektrede cefalosporiner (cefalotin) og karbapenemer, men har ikke aktivitet mot ekstendert-spektrum cefalosporiner (ceftazidim/cefotaxim). Aktiviteten mot karbapenemer er relativt lav sammenlignet med andre karbapenemaser. Isolater med OXA-48 karbapenemaser uten andre resistensmekanismer (f.eks. porin-endringer) er derfor ofte klinisk følsomme mot karbapenemer. OXA-48 karbapenemase-produserende Enterobacterales kan dermed være utfordrende å påvise diagnostisk. Fenotypiske karakteristikker til de syv norske stammene er presentert i tabell 1.

I følge NordicAST algoritmen for påvisning av karbapenemaser skal Enterobacterales isolater med meropenem MIC >0,125 mg/L undersøkes for karbapenemase-produksjon . Alle de norske stammene var klinisk følsomme for meropenem, men en av stammene hadde en meropenem MIC (0,125 mg/L) som er lavere enn screeningskriteriet. Videre påvisning av karbapenemase-produksjon i NordicAST algoritmen baserer seg på synergi mellom β-laktamase inhibitorer og meropenem, samt vurdering av temocillin sone diameter/MIC. Ingen synergi med β-laktamase inhibitorene borsyre, kloksacillin og dipikolinsyre, samt temocillin sone diameter <12 mm/MIC >128 mg/L indikerer tilstedeværelse av OXA-48 karbapenemaser. De norske stammene viste som forventet ingen synergi mellom meropenem og β-laktamase inhibitorene. Kun en av stammene hadde en temocillin MIC >128 mg/L og tre av stammene hadde en temocillin sone diameter >12. Dette illustrerer utfordringen med påvisning av OXA-48 karbapenemaser.

Alle isolatene testet positiv for karbapenemase-aktivitet med β-CARBA testen (Bio-Rad) og med PCR (7). 

Tabell 1. Fenotypiske karakteristikker av norske OXA-244-produserende E. coli 2018-2019
 Isolat Species ST Meropenem MIC (mg/L) Piperacillin-tazobaktam MIC (mg/L) Temocillin MIC (mg/L)Temocillin sone diameter (mg/L) 
 1 E. coli 131 0.25 >64 128 11
 2 E. coli 38 0,25 >64 32 10
 3 E. coli 38 0,5 >64 256 9
 4E. coli  38 0,25 >64 32 13
 5 E. coli 227 0,125 >64 128 10
 6 E. coli 38 0,5 >64 64 12
 7 E. coli 38 0.25 >64 32 13

 

Rapporten konkluderer med at risikoen for videre spredning av OXA-244-produserende E. coli i Europa er høy. Videre undersøkelser er nødvendig for å kunne identifisere utbredelsen av OXA-244-produserende E. coli, samt mulige smitteveier. De diagnostiske utfordringene viser viktigheten av at kliniske laboratorier har høy bevissthet i forhold til påvisning av karbapenemaser og videresender aktuelle isolater til referanselaboratorium for undersøkelse i henhold til gjeldende kriterier for referanseundersøkelser.

For spørsmål kontakt: Ørjan Samuelsen (orjan.samuelsen@unn.no ) eller Arnfinn Sundsfjord (arnfinn.sundsfjord@uit.no).

Referanser:

  1. European Centre for Disease Prevention and Control. OXA-244-producing Escherichia coli in the European Union/European Economic Area and the UK since 2013 – 18 February 2020. ECDC: Stockholm; 2020.
  2. Turton JF, Doumith M, Hopkins KL, Perry C, Meunier D, Woodford N. 2016. Clonal expansion of Escherichia coli ST38 carrying a chromosomally integrated OXA-48 carbapenemase gene. J Med Microbiol 65:538–546. doi:10.1099/jmm.0.000248.
  3. Potron A, Poirel L, Rondinaud E, Nordmann P. 2013. Intercontinental spread of OXA-48 beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae over a 11-year period, 2001 to 2011. Euro Surveill 18:20549. doi:10.2807/1560-7917.ES2013.18.31.20549
  4.  Brolund A, Edquist PJ, Makitalo B, Olsson-Liljequist B, Soderblom T, Wisell KT, et al. 2014. Epidemiology of extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli in Sweden 2007-2011. Clin Microbiol Infect. Jun;20(6):O344-52.
  5. Berg ES, Wester AL, Ahrenfeldt J, Mo SS, Slettemeas JS, Steinbakk M, et al. 2017. Norwegian patients and retail chicken meat share cephalosporin-resistant Escherichia coli and IncK/blaCMY-2 resistance plasmids. Clin Microbiol Infect. Jun;23(6):407 e9- e15.
  6. Pitout JDD, Peirano G, Kock MM, Strydom K-A, Masumura Y. 2019. The global ascendency of OXA-48-type carbapenemases. Clin Microbiol infect. 33:e00102-19. https://doi.org/10.1128/CMR.00102-19.
  7. Ellington MJ, Findlay J, Hopkins KL, Meunier D, Alvarez-Buylla A, Horner C, et.al. Multicentre evaluation of a real-time PCR assay to detect genes encoding clinically relevant carbapenemases in cultured bacteria. Int. J Antimicrob Agents. 2016 Feb;47(2):151-4.