Επιτήρηση της αντοχής και της εξάρτησης από την λινεζολίδη πολυανθεκτικών σταφυλοκόκκων

Abstract

Infections caused by multi-resistant staphylococci can be quite difficult to control; staphylococci’s ability, either to colonize human skin and mucosals and survive for long term on surfaces and medical equipment, and acquire resistance to the most common antibiotics, led to the need for alternative therapeutic options. In accordance with this, linezolid, a synthetic antibiotic of the oxazolidinones’ group, has proved to be quite usefull on the treatment of serius nosocomal staphylococcal infections, especially after the expantion of methicillin resistant strains. As a result of the increased therapeutic use of linezolid, linezolid resistant staphylococci emerged, due to molecular resistant mechanisms, concerning ribosome and protein synthesis, which are the target of linezolid. Focusing on S. epidermidis, the scope of this study was double. Firstly, an epidiomiological research on the emergence of linezolid-resistant S. epidermidis (LRSE) in 6 distant Greek hospitals between 2011 and 2013 was layed out. The overall rate of LRSE, reached 8.8% and the predominant strain was identified as ST22 type. This collection was enriched by LRSE strains recovered from hospitals in Germany and Italy. This gave a global perspective of the study’s results on the clonality and expansion of LRSE strains. The second point of focus for this study was the dependence on linezolid, a phenomenon which was first reported in LRSE strains, isolated in a Greek hospital. Experiments showed that dependence concerns only strains with high level resistastance in linezolid (MIC>256 mg/dl). All the dependent strains belonging to the Greek collection were identified as ST22 type. Conclusions on the interaction of the level of resistance and dependence itself were verified by the experimental study of the German and Italian collections, as the phenomenon was also reported only in high-level resistant LRSE. Furthermore, ST22 type was the most commonly identified among German linezolid-dependent LRSE, while three other linezolid-dependent LRSE types (ST2, ST5, ST168) from the German collection also proved to belong to the clonal complex CC5, a finding that allows the conclusion that dependence possibly is a unique characteristic of the genetic clonal complex ST22/CC5. Finally, this study investigated the influence of the exposure to linezolid on the expression of the dependence phenomenon. Dependence proved out to be a reversible ability, thus after several cycles of re-cultures in media without linezolid some dependent strains were converted to non-dependent ones. Moreover, other experiments showed that a non-dependent LRSE with high level resistance in linezolid can be converted to a linezolid-dependent strain, by being exposed to an environment where linezolid is present, even in concentrations that can easily be accomplished in vivo, by the current therapeutic schemes. This proves that linezolid’s presence triggers the phenomenon of dependence, which appears to be an evolutionary privilege among LRSE, which contributes to the expansion and prevalence of those strains; this conclusion aligns with this study’s epidemiological findings which recorded linezolid dependence rate of 77% among high level LRSE in Greek hospitals.

Η αντιμετώπιση των λοιμώξεων από πολυανθεκτικούς σταφυλοκόκκους αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που καλείται να αντιμετωπίσει η σύγχρονη θεραπευτική. Η ικανότητά των σταφυλοκόκκων να αποικίζουν το ανθρώπινο δέρμα και τους βλεννογόνους αλλά και επιφάνειες ιατρικού και νοσοκομειακού εξοπλισμού και να αναπτύσσουν αντοχή στα συνηθέστερα αντιβιοτικά, οδήγησε στην αναζήτηση εναλλακτικών αντιμικροβιακών παραγόντων για την αντιμετώπισή τους. Σ’ αυτό το πλαίσιο, ιδιαίτερα χρήσιμη αποδεικνύεται τα τελευταία χρόνια η λινεζολίδη, ο πρώτος εκπρόσωπος της κατηγορίας των οξαζολιδινών. Ιδίως μετά και την έξαρση των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων από σταφυλοκόκκους με αντοχή στη μεθικιλλίνη, η λινεζολίδη αποτελεί ένα από τα αντιβιοτικά εκλογής σε σοβαρές ενδονοσοκομιακές σταφυλοκοκκικές λοιμώξεις. Η αύξηση της χρήσης της λινεζολίδης στη θεραπευτική όμως, έχει ήδη οδηγήσει στην ανάπτυξη ανθεκτικών σ’ αυτή στελεχών μέσα από μία σειρά μοριακών μηχανισμών που κυρίως σχετίζονται με το ριβόσωμα και την πρωτείνοσύνθεση, που αποτελούν και τον στόχο δράσης της λινεζολίδης. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν διττός. Εστιάζοντας στους επιδερμιδικούς σταφυλοκόκκους (Staphylococcus epidermidis), αρχικά καταγράφηκε και μελετήθηκε επιδημιολογικά η ανάπτυξη αντοχής τους στη λινεζολίδη (Linezolid-resistant S. epidermidis, LRSE) σε μία μεγάλη συλλογή κλινικά σημαντικών στελεχών που απομονώθηκαν από 6 διαφορετικά ελληνικά νοσοκομεία σε ένα διάστημα 3 ετών, από το 2011 ως το 2013. Συγκεκριμένα, καταγράφηκαν ποσοστά LRSE που συνολικά άγγιξαν το 8,75% επί του συνόλου των λοιμώξεων από S. epidermidis, ενώ ως προεξάρχων κλώνος αναδείχτηκε ο ST22. Η παραπάνω συλλογή εμπλουτίστηκε με στελέχη από Γερμανικά και Ιταλικά νοσοκομεία, κάτι που οδήγησε σε σημαντικά συμπεράσματα, σχετικά με την εξάπλωση των ανθεκτικών επιδερμιδικών σταφυλοκόκκων και την κλωνικότητά τους σε παγκόσμιο επίπεδο. Το δεύτερο σημείο στο οποίο εστίασε η μελέτη μας ήταν η εξάρτηση από τη λινεζολίδη, ένα φαινόμενο που είχε περιγραφεί για πρώτη φορά στην Ελλάδα και σε επιδερμιδικούς σταφυλοκόκκους με αντοχή στη λινεζολίδη. Πειραματικά αποδείχτηκε ότι το συγκεκριμένο φαινόμενο καταγράφεται αποκλειστικά σε LRSE με υψηλού επιπέδου αντοχή στη λινεζολίδη (MIC>256 mg/dl). Τα στελέχη αυτά ειδικά, όσον αφορά την ελληνική συλλογή, ήταν κλωνικά και ανήκαν στον τύπο ST22. Τα συμπεράσματα για τη σχέση επιπέδου αντοχής και εξάρτησης από τη λινεζολίδη, επιβεβαιώθηκαν και στα στελέχη από τη Γερμανία. Σε αυτά και πάλι καταγράφηκε εξάρτηση, που αφορούσε επίσης LRSE με υψηλού επιπέδου αντοχή στη λινεζολίδη, που ανήκαν κυρίως στον τύπο ST22 ή σπανιότερα σε τρεις ακόμη συγγενικούς του κλώνους (ST2, ST5, ST168) που όλοι ανήκουν στο ίδιο κλωνικό σύμπλεγμα CC5. Αυτό είναι ιδιαιτέρως ενδιαφέρον εύρημα, που δείχνει ότι η συχνή παρουσία του εξαρτημένου από τη λινεζολίδη LRSE κλώνου ST22/CC5 και στη Γερμανία, πέρα από την Ελλάδα πιθανώς είναι υπεύθυνη για την επέκταση της αντοχής στη λινεζολίδη. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση της έκθεσης των LRSE σε λινεζολίδη, στην εκδήλωση του φαινομένου της εξάρτησης. Πειραματικά αποδείχτηκε ότι ένα στέλεχος LRSE με εξάρτηση μπορεί να χάσει την ικανότητά του αυτή, μετά από συνεχείς ανακαλλιέργειες σε περιβάλλον χωρίς λινεζολίδη και αντιστρόφως, ένας επιδερμιδικός σταφυλόκοκκος με υψηλή αντοχή στη λινεζολίδη αλλά μη εξαρτώμενος από αυτή, μπορεί αν εκτεθεί στη λινεζολίδη να μεταπέσει σε εξαρτημένο στέλεχος. Αποδεικνύεται έτσι ότι η παρουσία της λινεζολίδης πυροδοτεί το φαινόμενο της εξάρτησης, το οποίο αναδεικνύεται σε ένα εξελικτικό πλεονέκτημα των LRSE για επιβίωση. Το συμπέρασμα αυτό ευθυγραμμίζεται απολύτως με τα επιδημιολογικά αποτελέσματα αυτής της μελέτης, που κατέγραψε ποσοστά εξαρτημένων που άγγιξαν το 77%, επί συνόλου των LRSE στα ελληνικά νοσοκομεία. Φαίνεται λοιπόν ότι η μεγάλη χρήση λινεζολίδης στα Ελληνικά αλλά και Γερμανικά Νοσοκομεία έχει ασκήσει ισχυρή πίεση επιλογής για τα στελέχη αυτά, ιδίως στις Μονάδες Εντατικής Θεραπείας.