Epidemisk stigning i forekomsten af carbapenemaseproducerende enterobakterier i Danmark

Spredningen af multiresistente gramnegative bakterier er en alvorlig trussel mod den globale sundhed. Især giver stigningen i resistens mod carbapenemer (meropenem, imipenem og ertapenem) anledning til bekymring. Carbapenemer er bredspektrede betalaktamanti-
biotika og udgør et af de sidste værn mod multiresistente gramnegative bakterier. I det seneste årti har carbapenemresistens hos enterobakterier, som Escherichia coli og Klebsiella pneumoniae, spredt sig over hele verden med foruroligende hast [1]. I Danmark har forekomsten af carbapenemresistens hidtil været lav, men i de seneste år er der set en epidemisk stigning.
I det følgende beskrives udviklingen i Danmark og de mulige konsekvenser diskuteres.

CARBAPENEMASEPRODUCERENDE
ENTEROBAkTERIER

Carbapenemresistens hos enterobakterier skyldes i vid udstrækning erhvervelse af carbapenemaser, som er enzymer, der kan nedbryde alle betalaktamantibiotika, dvs. alle penicilliner, cefalosporiner og carbapenemer. Carbapenemaseproducerende bakterier bærer samtidig ofte resistensmekanismer mod andre antibiotika, hvilket efterlader meget få eller i værste fald ingen behandlingsmuligheder. Carbapenemaseenzymer kodes af
gener, som kan overføres både mellem bakterier via mobile genetiske elementer (horisontal spredning) og ved klonal spredning. Herudover kan carbapenemresistens skyldes ændringer af poriner i cellemembranen i kombination med andre betalaktamaser. Denne resistensmekanisme overføres ikke horisontalt og har ikke vist samme spredningspotentiale, som carbapenemaser har. Den vil derfor ikke blive behandlet yderligere i denne artikel.

EPIDEMIOLOGI

Globalt set er de hyppigst forekommende carbapenemaseenzymer hos enterobakterier: K. pneumoniae carbapenemase (KPC), OXA-48 carbapenemaser samt metallobetalaktamaser som New Delhi metallobetalak-
tamase (NDM), Verona integron-encoded metallo-betalactamase (VIM) og imipenemase (IMP). Disse carbapenemaser har en karakteristisk geografisk oprindelse, hvor KPC især forekommer i Grækenland, Italien, Israel og USA, mens OXA-48 især ses i Middelhavsområdet og de arabiske lande, VIM påvises fortrinsvist i Italien og Grækenland, IMP forekommer overvejende i Asien, og NDM har en meget høj prævalens på det indiske subkontinent (Tabel 1).

I Danmark overvåges carbapenemaseproducerende enterobakterier (CPE) i et frivilligt samarbejde mellem de klinisk mikrobiologiske afdelinger, som sender formodede CPE til Statens Serum Institut til genetisk karakterisering. Herudover indsamles epidemiologiske karakteristika og patientdata.

Den første CPE blev påvist i Danmark i 2008, og frem til 2016 er der fundet i alt 130 CPE-isolater fra 111 forskellige patienter. Før 2013 var forekomsten af CPE lav (< 5 fund pr. år), men herefter er forekomsten steget markant til 63 fund i 2015 (Figur 1). Fordelin-gen af carbapenemaseenzymer fra de 130 CPE-isolater, der blev påvist i perioden 2008-2015, fremgår af Figur 1. OXA-48-gruppen (n = 64) og NDM (n = 53) var de carbapenemaser, der hyppigst blev påvist i perioden. Hovedparten af nye CPE (78%) blev påvist i kliniske prøver, der blev taget på mistanke om infektion, mens 22% af CPE blev påvist i screeningsprøver. Tretten CPE (12%) stammede fra bakteriæmier. Elleve patienter fik påvist to eller flere forskellige CPE-isolater.

I alt 39 af 111 patienter (35%) havde været i udlandet inden for det seneste halve år inden påvisning af CPE, 49 patienter havde ikke været på nylig udlandsrejse, og for de resterende 23 patienter forelå der ingen oplysninger om rejseaktivitet (Figur 2). Blandt patienterne uden kendt eksposition eller rejseaktivitet var 31 på Sjælland koloniseret med OXA-48-producerende enterobakterier i 2014-2015. OXA-48-enzymerne fandtes i enterobakterier af forskellige species uden klonal relation; det er uafklaret om den høje forekomst skyldes plasmidbåren transmission af OXA-48-enzymet.

I alt 25 patienter er smittet ved syv sygehusrelaterede udbrud (Tabel 2). Det største udbrud er set i Region Nordjylland, hvor en NDM-1-producerende Citrobacter freundii er påvist hos 13 patienter med spredning af plasmidet til flere andre enterobakterier. Udbruddet startede i 2012 og pågik stadig i 2016 (Tabel 2) [3]. På Sjælland sås et udbrud med en variant af OXA-48-enzymet, OXA-436, hvor OXA-436-positive Enterobacter asburiae blev påvist hos tre patienter. Derudover har der været spredning af plasmidet til
C. freundii og K. pneumoniae hos yderligere to patienter (Samuelsen et al, under udarbejdelse).

Hertil kommer, at et ukendt antal patienter sandsynligvis er smittet ved plasmidspredning af OXA-48-genet.

BEHANDLINGSMULIGHEDER FOR
CARBAPENEMASEPRODUCERENDE
ENTEROBAKTERIER

CPE er som regel svært multiresistente, og alvorlige infektioner med CPE er associeret med en høj mortalitet på 40-50% [5-7]. Ofte er CPE kun følsomme over for få antibiotika, herunder colistin, tigecyclin og fosfomycin. Colistin er derfor blevet et centralt antibiotikum til behandling af CPE på trods af dets bivirkningsprofil. P.t. stiger forekomsten af colistinresistente CPE, og i Italien er der beskrevet 43% colistinresistens blandt KPC-producerende K. pneumoniae [8]. Det er bekymrende, da colistinresistens er en uafhængig risikofaktor for død hos patienter, der er inficeret med KPC-producerende K. pneumoniae [9]. For nylig er der desuden for første gang beskrevet et plasmidbårent colistinresistensgen, mcr-1, som har spredt sig globalt [10, 11]. I Danmark er mcr-1 blevet påvist i to E. coli-isolater fra bakteriæmier samt i isolater fra importeret kyllingekød [12]. mcr-1 er beskrevet i kombination med carbapenemasegener [13], og en hurtig, global spredning af colistinresistente CPE frygtes nu. Panresistente enterobakterier, dvs. bakterier med resistens over for alle kendte antibiotika, er beskrevet [14], og den postantibiotiske æra, hvor almindelige infektioner dræber, fordi de ikke kan behandles, synes ikke at være fjern.

DIAGNOSTIK, SCREENING OG
INFEKTIONSHYGIEJNISKE FORHOLDSREGLER

Infektioner med CPE er forbundet med væsentlig øget morbiditet og mortalitet [7], og derfor bør infektionshygiejniske forholdsregler iværksættes prompte ved påvisning af CPE. Der eksisterer internationale guidelines for håndtering af CPE [15-17], men der er brug for nationale retningslinjer, hvor man tager hensyn til danske forhold. Aktive screeningsstrategier bør implementeres på nationalt plan, og patienter, der er i risiko for at være koloniserede med CPE, bør identificeres. Ved indlæggelse bør risikopatienter screenes og isoleres frem til screeningsresultatet foreligger. Koloniserede patienter bør være isoleret under indlæggelse for at undgå spredning i hospitalsmiljøet.

Hovedparten af de CPE-koloniserede er asymptomatiske bærere af bakterien i tarmen, og behandling af CPE-bærertilstanden er endnu ikke mulig. Bærertilstan-den påvises sædvanligvis ved dyrkning af fæces eller rektalpodning, men hos nogle patientgrupper kan det være nødvendigt også at dyrke fra urin, sår og luftveje for at afklare bærerstatus.

Erfaringer fra bl.a. Grækenland og Israel har vist, at spredning af CPE kan ske hurtigt og blive en alvorlig trussel mod sundhedssystemet, men selv i lande med høj forekomst af CPE er det muligt at vende udviklingen. I 2007 blev der i Israel observeret en epidemisk spredning af en klon af KPC. Klonen havde spredt sig over hele landet med i alt 1.275 smittede patienter på 27 hospitaler [18]. Der blev iværksat en national intervention, som omfattede obligatorisk screening for CPE-bærertilstand ved indlæggelse og kohorteisolation af bærere. Interventionen blev monitoreret, og en indsatsgruppe indsamlede data og sikrede den lokale implementering. Den månedlige incidens blev reduceret femfold fra 55,5 cases pr. 100.000 patientdage i marts 2007 til 11,7 cases pr. 100.000 patientdage i maj 2008 (p < 0,01). Overholdelse af isolationsforanstaltninger var direkte korreleret med succesfuld inddæmning af spredningen (p < 0,02) [18].

REDUKTION AF ANTIBIOTIKAFORBRUGET

Man har i talrige studier påvist den kausale sammenhæng mellem højt antibiotikaforbrug og stigning i forekomsten af resistente bakterier [19, 20]. Stigning i forekomsten af carbapenemresistente enterobakterier er blevet associeret med et højt forbrug af både carbapenemer, cefalosporiner, kinoloner og bredspektrede penicilliner [6, 21-23]. Derfor anbefales det ikke blot at reducere forbruget af en enkelt antibiotikaklasse, men derimod at reducere det totale antibiotikaforbrug for at forebygge stigning i forekomsten af CPE.

I Danmark er antibiotikaforbruget stadig lavt i forhold til i resten af verden, men siden 1997 er det totale antibiotikaforbrug steget med ca. 40%, og siden 2005 med ca. 11%; dog har forbruget været stagnerende siden 2011 [24]. Det er af afgørende betydning at sætte ind over for det stigende antibiotikaforbrug i Danmark for at hindre yderligere stigning i forekomsten af CPE.

DISKUSSION

Forekomsten af CPE i Danmark er steget kraftigt i de seneste to år, og epidemiologien har ændret sig således, at en væsentlig del af stigningen nu skyldes smitte. Siden 2012 er 25 patienter blevet smittet med CPE ved sygehusrelaterede udbrud. Herudover ses der en markant stigning i forekomsten af OXA-48-producerende enterobakterier på Sjælland, hvilket kan skyldes plasmidbåren spredning, men dette er ikke afklaret. Afklaring af dette vanskeliggøres af, at genet, der koder for OXA-48, er placeret på et stærkt konserveret plasmid [25].

CPE-epidemien er forskellig fra andre epidemier med multiresistente bakterier, der er set i Danmark. Spredningen af CPE sker nemlig både klonalt (ligesom det er tilfældet for meticillinresistente S. aureus (MRSA)) og ved horisontal transmission via mobile
genetiske elementer som plasmider. Den horisontale transmission af carbapenemasegener nødvendiggør brugen af helgenomsekventering som et epidemiologisk værktøj i forbindelse med smitteudredningen. Uden dette redskab havde det f.eks. været vanskeligt at analysere den komplicerede epidemiologi ved det årelange udbrud i Nordjylland, hvor NDM-1-genet er overført mellem C. freundii, E. coli, Hafnia alvei, K. oxytoca og K. pneumoniae [3].

I modsætning til i vore nordiske nabolande er der i Danmark ikke krav om screening for multiresistente gramnegative bakterier hos patienter, der har været indlagt i udlandet. Ved kliniske prøver taget på mistanke om infektion identificerede man kun ca. 25% af CPE-bærerne i to nyligt publicerede studier, mens de resterende 75% blev påvist ved systematisk screening for bærertilstand [26, 27]. Det må derfor formodes, at det faktiske antal af CPE-bærere i Danmark er langt højere, end vores klinisk baserede opgørelse viser.

Når CPE er blevet introduceret i et land, kan spredningen ske foruroligende stærkt, ofte hjulpet af et stort antibiotikaforbrug og utilstrækkelige infektionshygiejniske forholdsregler, som vi har set eksempler på i Europa. I Italien steg forekomsten af carbapenemresistens hos invasive K. pneumoniae fra 1% i 2009 til 34% på kun fire år, og i Grækenland var 59% af de invasive K. pneumoniae resistente over for carbapenemer i 2013 [28]. I Danmark er antibiotikaforbruget forholdsvist lavt, og den infektionshygiejniske standard er generelt høj, hvilket kan modvirke en spredning som beskrevet ovenfor. De danske erfaringer med extended spectrum beta-lactamase (ESBL)-producerende bakterier viser dog, at dette ikke har været tilstrækkeligt til at forhindre spredning af resistente enterobakterier. Andelen af invasive E. coli med resistens mod tredjegenerationscefalosporiner steg således fra praktisk taget nul i starten af 2000-tallet til 7% i 2012, hvorefter forekomsten har stabiliseret sig [24]. Et lignende scenarie er i høj grad muligt for CPE, hvilket ville betyde, at svært behandlelige/ubehandlelige infektioner om få år ville være et dagligt fænomen i Danmark.

Gennem de seneste år har vi i Danmark oplevet en epidemisk stigning i forekomsten af CPE. Hvis udviklingen skal bremses, er det nødvendigt at udforme en systematisk og koordineret national strategi. Hvis der ikke sættes ind nu, risikerer vi, at CPE bliver endemisk forekommende i Danmark, som det er sket i adskillige europæiske lande. Obligatorisk overvågning af CPE, implementering af nationale infektionshygiejniske retningslinjer og en samlet national indsats for at nedbringe det stigende antibiotikaforbrug er tvingende nødvendigt for at bekæmpe spredningen af disse ekstremt multiresistente bakterier i Danmark.

Korrespondance: Mikala Wang. E-mail: mikwan@rm.dk

Antaget: 30. august 2016

Publiceret på Ugeskriftet.dk: 7. november 2016

Interessekonflikter:

Taksigelse: Dansk Selskab for Klinisk Mikrobiologi takkes for kritisk gennemlæsning og godkendelse af manuskriptet.