The increase of multidrug-resistant carbapenemase-producing Enterobacteriaceae is a major public health threat associated with significant morbidity and mortality, and mainly due to Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. However, there is little information about carbapenemase-producing (CP) Klebsiella oxytoca, an important nosocomial pathogen. We characterized CP K. oxytoca isolates collected from different Spanish hospitals between January 2016 and October 2017.
During the study period, 80 carbapenemase-producing K. oxytoca isolates were studied in detail. Forty-eight (60%) isolates produced VIM-1, 30 (37.5%) OXA-48, 3 (3.7%) KPC-2, 2 (2.5%) KPC-3 and one (1.2%) NDM-1; four isolates co-produced two carbapenemases. Genetic relatedness studied by PFGE showed 69 different patterns, but four well-defined clusters were detected: Cluster 1 consisted of 11 OXA-48-producing isolates, the other three clusters included VIM-1-producing isolates (five, three and three isolates, respectively). Whole genome sequencing (WGS) carried out on 12 representative isolates was used to identify the resistome, to elucidate the phylogeny and to determine the plasmids encoding carbapenemase genes. In these isolates, the average number of acquired resistance genes was significantly higher in VIM-1-producing isolates (10.8) than in OXA-48-producing isolates (2.3). All 12 isolates had chromosomally-encoded genes of the blaOXY-2 genotype and by MLST most belonged to ST2. Carbapenemase genes were encoded on IncL, IncHI2, IncFII, IncN, IncC and IncP6 plasmid types.
The emergence of CP K. oxytoca was principally due to the clonal and polyclonal spread of VIM-1- and OXA-48-producing isolates encoded on IncL, IncHI2, IncFII and IncN plasmids.
Resumen divulgativo en español.
La aparición y diseminación de bacterias con resistencia a múltiples familias de antibióticos es una amenaza global a la salud pública y a la salud individual de los pacientes. Las enterobacterias son unas de las principales bacterias que producen infección en humanos, capaces de desarrollar o adquirir mecanismos de resistencia a múltiples antibióticos. El mecanismo más frecuente por el que las enterobacterias se vuelven resistentes a la práctica totalidad de los antibióticos β-lactámicos es la producción de carbapenemasas, enzimas capaces de destruir estos antibióticos. Las enterobacterias productoras de carbapenemasas se están extendiendo a nivel mundial, principalmente debido a la bacteria Klebsiella pneumoniae, aunque la producción de carbapenemasas en otras especies como Escherichia coli o Enterobacter cloacae está aumentando en los últimos años. Sin embargo, hay muy poca información sobre la producción de estas enzimas en otras especies de enterobacterias como por ejemplo Klebsiella oxytoca, un importante patógeno nosocomial.
En este contexto se desarrolla el presente trabajo, que profundiza en las características microbiológicas y epidemiológicas de una amplia colección de aislamientos de K. oxytoca productoras de carbapenemasas (KOX-PC) enviados al Programa de Vigilancia de la Resistencia a Antibióticos del Centro Nacional de Microbiología. Se trata de un estudio multicéntrico, colaborativo, enmarcado en la red REIPI, que tiene como principales hallazgos los siguientes:
1- El progresivo aumento de KOX-PC en España debido a su propagación tanto clonal (se propaga un mismo clon) como, principalmente, policlonal (se propaga el gen de resistencia entre distintos clones) en diferentes áreas geográficas y hospitales.
2- La producción de cinco tipos diferentes de carbapenemasas, principalmente VIM-1 y OXA-48, pero también KPC y NDM.
3- La detección y caracterización de diferentes tipos de plásmidos portando genes de carbapenemasas como probables responsables su diseminación en K. oxytoca. Entre ellos destacan los pertenecientes a los grupos IncL, IncHI2, IncFIB, IncFII e IncN.
Reference.
Pérez-Vazquez M, Oteo-Iglesias J*, Sola-Campoy PJ, Carrizo-Manzoni H, Bautista V, Lara N, Aracil B, Alhambra A, Martínez-Martínez L, Campos J; Spanish Antibiotic Resistance Surveillance Program collaborating Group. Characterization of carbapenemase-producing Klebsiella oxytoca in Spain, 2016-2017. Antimicrob Agents Chemother. 2019 Apr 1. pii: AAC.02529-18. doi: 10.1128/AAC.02529-18.