Noves aproximacions als estudis d’epidemiologia molecular i al diagnòstic de les infeccions causades per Staphylococcus aureus. Aportacions al coneixement dels factors de virulència i patogenicitat

Abstract

En les últimes dècades Staphylococcus aureus s’ha consolidat com un dels microorganismes amb més capacitat de causar infeccions, donant lloc des de malalties lleus i localitzades, de curs benigne, fins a infeccions greus, disseminades, amb elevada mortalitat. En aquesta tesi, s’han abordat tant aspectes clínics i epidemiològics dels pacients amb infeccions documentades per S.aureus, en especial bacterièmia i infeccions de pell i parts toves, com aspectes relacionats amb el patogen. En aquest últim apartat, s’ha estudiat l’epidemiologia molecular de les soques, factors de virulència i alguns tests fenotípics que ens ajudaran a mesurar la seva expressió. Es van incloure un total de 293 bacterièmies per S.aureus. La fagotipia va permetre tipar el 37.5% de les soques SARM i el 43.3% dels SASM. La detecció del gen mecA va resultar positiva en 28 soques, en concordança amb les dades obtingudes de la sensibilitat antibiòtica per CMI. En l’anàlisi del tipus SCCmec de les soques SARM, 27 d’elles corresponien al SCCmecIVc i només una presentava el tipus SCCmec IVa i ACME negatiu. Mitjançant spa typing es va demostrar el predomini d’un grup clonal, CC002 (31%) englobant dos spa tipus predominants: t002, t067 en soques SASM i el predomini de CC067 (37.14%) incloent els spa tipus t0067 i t002 en SARM. Comparant els patrons d’electroforesi en camp polsant es van agrupar les soques SARM en les clones E7 i E8, també les més prevalents en el nostre medi. En l’estudi mitjançant microarrays de 102 d’aquestes soques es va observar un predomini del CC5 (38.2%), seguit del CC30 (21.6%). La distribució dels perfils al·lèlics del sistema regulador agr mostrava un predomini del agr II (46.1%). La mortalitat de la sèpsia per S.aureus es relaciona amb la susceptibilitat de l’hoste, característiques de la soca, característiques epidemiològiques i amb el temps transcorregut fins a l’inici d’un tractament antibiòtic adequat. Així, l’estudi de mètodes ràpids per la identificació i la detecció de sensibilitat a cloxacil·lina ( BinaxNow S.aureus / PBP 2a Test, GenomEra MRSA/SA Blood Culture, MicroPhage MRSA/MSSA Blood Culture Test) ens ha permès adequar el tractament antibiòtic en un 79.25% dels casos. L’origen de la bacterièmia en el 58’4% dels casos era nosocomial i el 45.7% d’origen en el catèter. El 80% dels malalts presentaven comorbiditats associades: 35.5% neoplàsia, 30.4% DM, 14% IRC i 13.7% tractament previ amb immunosupressor. Una quarta part van presentar bacterièmia complicada, i un 8.5% bacterièmia persistent. . D’altra banda, les infeccions de pell i parts toves per S.aureus resistents a meticil·lina d’origen comunitari (CA-SARM) representen al voltant del 20% en el nostre medi. La tipificació molecular d’aquestes soques va permetre demostrar que la majoria pertanyien a la soca USA300-ST8-SCCmec IVc i ACME negativa, variant de la clona USA300 (USA300-ST8-SCCmec IVa). No es va trobar cap associació entre la soca productora i la nacionalitat dels pacients. Les manifestacions clíniques dels pacients eren lleus i sense presència de complicacions, tant en els SASM com SARM. L’elevada prevalença de la Leucocidina de Panton Valentine (PVL) en soques SASM o SARM i la bona evolució, tot i el tractament antibiòtic inadequat, es correlaciona amb la hipòtesi que independentment de la sensibilitat antibiòtica, el drenatge de la lesió és necessari per la resolució de la infecció i posa de manifest la difícil valoració del paper de factors de virulència com la PVL en la patogènia d’aquestes infeccions.

In recent decades, Staphylococcus aureus has become an important human pathogen causing a wide variety of diseases, ranging from uncomplicated infections to life-threatening septicaemia, thus leading to significant morbidity and mortality. This thesis recorded clinical and epidemiological characteristics from patients with S.aureus infections, especially bacteremia and skin-soft tissue infections as well as microorganism related factors. The second aim was to investigate the molecular typing and to characterize the virulence factors of S. aureus isolates and some phenotypic assays for its measurement. A total of 293 patients with bacteremia were included. Phage typing allowed to type the 37.5 % of MRSA strains and 43.3 % of MSSA. Regarding molecular characterization, mecA was detected in 28 strains, in accordance with the data of antibiotic susceptibility testing by microdilution method. SCCmec typing of SARM isolates showed that 27 of these were carrying SCCmecIVc and only in one case was found SCCmec IVa and ACME negative. Spa typing revealed the prevalent clonal complex CC002 (31%), enclosing two predominant spa types: t002, t067 in MSSA while the clonal complex CC067 (37.14%) including spa types t0067 and t002 was the predominant in MRSA strains. Genotyping by pulsed-field gel electrophoresis of these SARM strains grouped into two genotypes, E7 and E8. These profiles are the predominant clones in Spain. The application of microarrays for genotyping reflected that the most frequent CC was CC5 (38.2%) followed by CC30 (21.6%). Concerning the agr types, most isolates presented agr II (46.1%). Increased frequency of bacteraemia and maintenance of mortality rates are related to the susceptibility of the host, strain-specific features, epidemiological characteristics and the time from microbiological diagnosis to the starting of appropriate antibiotic treatment. The study of three diagnostic methods: BinaxNow S.aureus /MRSA PBP2, MicroPhage MRSA/ MSSA Blood Culture Test and GenomEra MRSA /SA Blood Culture for the direct identification and susceptibility S. aureus testing directly from positive blood cultures, allowed the early administration of appropriate antibiotic treatment in 79.25% of the cases. The origin of the bacteraemia was nosocomial in 58’4% of the cases and 45.7% were catheter related. Comorbidities were present in 80% of patients, being the most frequent neoplasia (35.5%), followed by diabetes mellitus (30.4%), end stage renal disease (14%) and immunosuppressive treatment (13.7%). Development of complications was present around 25% of the cases, and 8.5% of patients developed persistent bacteraemia. On the other hand, Community-Acquired methicillin resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) causes approximately 20% of skin-soft tissue infections. A specific clone of CA-SARM, USA300-ST8-SCCmec IVc and characteristically lacking the ACME was the most prevalent in our environment, similar to USA300 (USA300-ST8-SCCmec Iva). We did not find any association between strain characteristics and nationality of the patients. All our patients presented an uncomplicated infection, both when MSSA and MRSA. In our study we reported a high prevalence of Panton Valentine leukocidin (PVL) producers among MSSA and MRSA and all patients presented a favourable outcome even though inappropriate antibiotic treatment was prescribed empirically. It is considered that the treatment of choice for these infections, irrespective of antibiotic susceptibility, is incision and drainage. The real pathogenic role of PVL it is still a subject of controversy, arising from results obtained from clinical studies.