Desinfektion risiko for resistens? Hvad er evidensen og hvordan fremtidssikrer vi? Hanne Ingmer Institut for Veterinær og Husdyrvidenskab Sundhedsvidenskabelig fakultet Københavns Universitet April 2019 Dias 1
Biocider, antibiotika og resistens Antibiotika anvendes til at forhindre og behandle bakterielle infektioner (WHO) Biocid er ifølge europæisk lovgivning defineret som en kemisk substans eller mikroorganisme der ødelægger, nedbryder, inaktiverer eller kontrollerer skadevoldende organismer ved kemiske eller mikrobiologisk aktivitet (Wikipedia) Resistens er en mikrobes evne til at modstå effekterne af et medikament der tidligere anvendtes til behandling (Wikipedia) MIC (minimal inhibitory concentration) angiver den laveste koncentration af et antimikrobielt stof som hæmmer en mikroorganisme MBC (minimal bactericidal concentration) angiver den laveste koncentration af et antimikrobielt stof som dræber en mikroorganisme Tolerance (reduceret susceptibilitet) udvises af celler, som tåler højere koncentrationer af antimicrobielle stoffer end vanligt
Hvor virker biocider? Marie Amalie Seier-Pedersen, PhD 3
Hvordan undersøger vi om bakterier påvirkes af biocider? MIC / MBC: Minimale inhibitorisk/bactericidal koncentration som hæmmer vækst / dræber Eksponeringer: Sker der påvirkninger af bakterier over tid? Vækstmedium med lave biocid koncentrationer Daglig overførsel af bakterier Epidemiologisk: Er der forskel på nye og gamle bakterier? Gamle bakterier? Nye bakterier 4
Staphylococcus aureus S. epidermidis Cathether cluster Wound http://www.flickr.com/photos/a jc1/4618478835/ colonisation Skin skin http://www.prnewswire.com/mnr/alt abax/25497/images/25497-hiimpetigo_face.jpg Pig MRSA Hospital associated biofilm surgery 5
Hydrogen peroxid 500 400 Staphylococcus aureus Vækstmedium med lave biocid koncentrationer MIC 300 200 Daglig overførsel af bakterier 100 0 Day 0 I_A1 I_A2 I_A3 I_A4 I_A5 I_C1 I_C2 I_C3 I_C4 I_C5 - + Passage med henholdsvis 90 ug/ml H 2 O 2 6
Tolerance mekanisme: Forøget katalase 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 aktivitet 80 70 60 Katalase aktivitet 50 40 30 20 10 0 Iwase et al.. A simple assay for measuring catalase activity: a visual approach. Sci Rep. 2013 Oct 30;3:3081. I_C1 I_C2 I_C3 I_C5 I_A1 I_A2 I_A3 I_A4 I_A5 II_B1 II_B2 II_B3 II_B4 II_B5 I_D1 I_D2 I_D3 I_D4 I_D5 + - + - 7
06/05/20 19 8 Er antibiotika resistensen påvirket? 25 40 35 Hæmningszone (mm) 20 15 10 5 USA300 dag 0 Uden biocid BZK H2O2 Hæmningszone (mm) 30 25 20 15 10 5 8325-4 dag 0 Uden biocid BZK H2O2 A 0 CTX, 30 CIP, 5 CN, 10 TE, 30 OX, 1 VA, 30 B 0 CTX, 30 CIP, 5 CN, 10 TE, 30 OX, 1 VA, 30 40 40 35 35 Hæmningszone (mm) A 30 25 20 15 10 5 0 CN, 10 CIP, 5 TE, 30 CTX, 30 OX, 1 VA, 30 EGDe hly wt Uden biocid BZK H2O2 Ag-NP Hæmningszone (mm) B 30 25 20 15 10 5 0 CN, 10 CIP, 5 TE, 30 CTX, 30 OX, 1 VA, 30 LA111 Uden biocid BZK H2O2 Ag-NP CTX, Cefotaxime; CIP, Ciprofloxacin; CN, Gentamycin; TE, Tetracyclin; OX, Oxacillin; VA, vancomycin 8
Nye og gamle S. epidermidis 8 Scrub Nurses 2009/10 23 isolates Daily exposure to hospital milieu and biocides (alcohol and chlorhexidine) 10 Elective patients 2009/10 26+26 isolates Community exposure to biocides Exposed to biocides and antibiotics when hospitalized 34 Blood isolates collected 1965/66 Pre-biocide era 64 New blood isolates 2010/11 Post biocide era to compare with old isolates Skovgaard er et al., JAC 2013, 68:2226-33 9
Bakterie-pumper kan være forbundet med tolerance QacA QAC Chlorhexidin QacA Efflux aktivitet
qaca forekomst Biocide MIC range MBC range qaca/b qaca/b pos, n (%) neg, n (%) Blood Iduscrub 0.94-1.88 1.88-3.75 2010/11 CHX 0.94-1.88 1.88-3.75 n=64 35 (55) 29 (45) Blood Iduscrub 0.94 1.88-3.7 1965/66 CHX 0.94 1.88-7.5 n=33 0 33 (100) Iduscrub:0.94 60 mg/l chlorhexidine and 0.01% 1.28% ethanol Chlorhexidine: 0.94 60 mg/l chlorhexidine Skovgaard er et al., JAC 2013, 68:2226-33 11
VRE, vancomycin resistente enterokokker Tarmbakterier, resistente over for vancomycin Findes naturligt i tarmen også hos raske mennesker og dyr De fleste bærer bakterien i mave-tarmkanalen uden symptomer Bakterien fremmes af antibiotika behandling VRE-infektioner opstår hovedsagligt hos svækkede patienter med nedsat immunforsvar, intravenøse katetre eller høj alder Tidligere var E. faecalis mest udbredt men nu er det E. faecium 12
VRE i kliniske prøver 13
Er VRE mere biocid tolerante end VSE? Chlorhexidin Hydrogen peroxid Alotaibi et al., JMM 2017 14
Efflux kan forklare biocid tolerance Princip: 1. EtBr i agarpladen 2. Bakterier som kan pumpe EtBr ud er blege 3. Bakterier som ikke kan pumpe EtBr ud lyser op Alotaibi et al., JMM 2017 15
Konklusioner v Bakterier kan adapters til desinfektionsmidler v Bakterier med forøget tolerance synes at være forekommende men control-grupper er svære at identificere v Gener forbundet med desinfektionsmiddel resistens forkommer i nye men ikke i gamle bakterier v I de undersøgte tilfælde var der ingen kobling til antibiotika resistens 16
Forekommer sub-lethale biocid koncentrationer og hvordan fremtidssikrer vi? 17
Tak til. Københavns Universitet Lene Nørby Nielsen Sulaiman Alotaibi Bolette Skive Statens Serum Institut Anette Hammerum Henrik Hasman Anne Kjerulf Hvidovre Hospital Henrik Westh Sissel Skovgaard Inge Jenny Dahl Knudsen Mette Pinholt Miljøstyrelsen Innovationsfonden Og til jer for opmærksomheden!