Influência da colonização por Enterobacterales produtoras de carbapenemases no desfecho clínico de pacientes transplantados

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dc.contributor.advisorDias, Cícero Armídio Gomes
dc.contributor.advisor-coVázquez, María Dolores Pérez
dc.contributor.authorRaro, Otávio Hallal Ferreira
dc.date.accessioned2022-05-12T17:44:31Z
dc.date.accessioned2023-10-09T16:32:37Z
dc.date.available2022-05-12T17:44:31Z
dc.date.available2023-10-09T16:32:37Z
dc.date.date-insert2022-05-12
dc.date.issued2021
dc.descriptionTese (Doutorado)-Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre.pt_BR
dc.description.abstractOs transplantes têm o propósito de prolongar e melhorar a qualidade de vida de pacientes com doenças terminais. De acordo com o Global observatory on donation and transplantation (GODT), em 2018 foram realizados 146.840 transplantes de órgãos, e, segundo a World Health Organization (WHO), mais de 50.000 transplantes de células tronco hematopoiéticas são realizados no mundo anualmente. Os pacientes transplantados são um grupo de risco para contrair infecções por agentes bacterianos, principalmente associadas às Enterobacterales. As Enterobacterales fazem parte da microbiota intestinal humana, e aquelas produtoras de carbapenemases (EPC) estão frequentemente associados com infecções adquiridas no ambiente hospitalar, sendo considerados um dos principais patógenos associados a infecções em pacientes transplantados. Representados principalmente por Klebsiella pneumoniae, as EPCs são uma preocupação mundial de acordo com autoridades como o Centers for Disease Control and Prevention (CDC) e a World Health Organization (WHO) no tratar-se de resistência antimicrobiana. Tal preocupação se deve ao fato de estes microrganismos serem uma causa emergente de infecções associadas à saúde pública. Quando presentes, as infecções por EPCs são difíceis de serem tratadas devido à resistência a diversos antimicrobianos (MDR), estando associadas a um aumento na mortalidade. Neste estudo, primeiramente detectamos um caso clínico de transmissão plasmidial de resistência aos carbapenêmicos em uma infecção abdominal. Relatamos pela primeira vez a transferência do gene blaKPC-2 de um isolado de K. pneumoniae para um de Kluyvera ascorbata através da confirmação por testes de conjugação. Também detectamos que o plasmídeo responsável por carrear o gene blaKPC-2 era da família de incompatibilidade IncN através de sequenciamento de genomas completos (WGS). Em um segundo trabalho, selecionamos 80 isolados de CPE para realizar a técnica de WGS. Detectamos a presença de 4 clones epidêmicos de K. pneumoniae produtores de carbapenemases (Kp-PC): ST11/KPC-2, ST16/KPC-2, e ST15/NDM-1, todos responsáveis por surtos inter e intra hospitalares, e ST437/KPC-2 o qual esteve presente em apenas em um hospital. Identificamos o resistoma e o viruloma destes clones, que possuem em média 9 genes de resistência adquirida e 27 genes de virulência. Ainda, identificamos plasmídeos responsáveis por carrear as carbapenemases, sendo IncN o principal associado a blaKPC-2, e possivelmente o maior responsável pela disseminação deste gene no Brasil. Por outro lado, a presença do gene blaNDM-1 esteve associada de maneira restrita ao plasmídeo IncFIB. Em um terceiro trabalho, buscamos metodologias alternativas e promissoras para a detecção de resistência a polimixina B em isolados de EPC. Este trabalho foi dividido em três etapas: a) avaliação da praticidade e acurácia do método de eluição de disco de polimixina B em caldo (PBDE), que se mostrou um método acurado e tão confiável quando o padrão ouro (BMD), com excelente concordância categórica (CA, 99,5%), aceitáveis very major error (VME, 1,11%) e nenhum major error (ME); b) Avaliação das metodologias de screening test e diluição em agar, que apesar da baixa sensibilidade, as metodologias baseadas em agar utilizando a polimixina B tiveram uma boa performance considerando todos os outros parâmetros de qualidade (CA, 93,4%, sensibilidade – Sen, 86,2%, especificidade - Spe, 98,7%, valor preditivo positivo - PPV, 98%, valor preditivo negativo - NPV, 90,7% , e índice kappa – ĸ, 0,86 para o screening test; e CA, 92,7%, Sen, 86,2%, Spe, 97,5%, PPV, 96,1%, NPV, 90,6%, e ĸ, 0,85 para o agar dilution); c) Avaliação da acurácia do teste polimixina NP utilizando colônias semeadas a partir de hemoculturas, e também, amostras colhidas diretamente de frascos de hemoculturas. . Em ambos os testes, a partir da colônia (NP-colony) e dos frascos (NP-bottle) obtivemos excelentes performances (CA, 96,2%, Sen, 98,9%, Spe 94,4%, PPV, 92,2%, NPV, 99,3% para NP-colony; e CA, 93,4%, Sen, 94,1%, Spe, 93,7%, PPV, 94,1% e NPV, 93,7%, para NP-bottle). Estes resultados sugerem que ambos os testes podem ser fortes candidatos para implementação em laboratórios clínicos de microbiologia. Por fim, avaliamos as características da coorte, em um modelo prospectivo dos pacientes transplantados. Também avaliamos as características dos isolados de EPC oriundos destes pacientes e concluímos que a transferência sucessiva de pacientes de uma unidade para a outra dentro do Complexo Hospitalar favorece a disseminação e promoção de surtos por EPC e outros microrganismos muitirresistentes (MDR). Além disto, variáveis como hospitalização por mais de 30 dias, uso de ventilação mecânica (≥ 24h), transferências sucessivas entre unidades, e colonização por K. pneumoniae são fatores de risco independentes para os pacientes desenvolverem uma infecção por estes patógenos. E, como esperado, estar infectado por EPC é um fator de risco para óbito. Essa tese gerou resultados relevantes, apresentando problemas de saúde pública que necessitam ser discutidos de maneira extensiva e pesquisados através de estudos adicionais para melhor entendermos a estrutura organizacional, os fatores de resistência e virulência de EPC, especialmente K. pneumoniae isolados de pacientes transplantados, com o objetivo de prevenir e controlar novos surtos, uma vez que sabemos o grande impacto econômico e sanitário relacionado a estes temas. E por fim, também produzimos importantes resultados para o avanço nas metodologias diagnósticas relacionadas a detecção de susceptibilidade a polimixina B em ERCs.pt_BR
dc.description.abstract-enTransplants are intended to prolong and improve the quality of life of patients with terminal illnesses. According to the Global observatory on donation and transplantation (GODT), 146,840 organ transplants were performed in 2018, and the World Health Organization (WHO) reported that more than 50,000 hematopoietic stem cell transplants are annually performed worldwide. Transplanted patients are a high-risk group to contracting infections by bacterial agents, mainly associated with Enterobacterales. The Enterobacterales are common in human intestinal microbiota, and those producing carbapenemases (CPE) are often associated with hospital acquired infections and are considered one of the most important pathogens responsible for infections in transplanted patients. According to the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) and the WHO, CPEs, mainly Klebsiella pneumoniae, are a worldwide public health concern due its emergence on causing Hospital infections. CPE infections are difficult to treat due their antimicrobial multidrug resistance (MDR) characteristic, and to be associated with an increase in mortality. In this study, firstly we detected a clinical case of a plasmid mediated transfer of carbapenem resistance during abdominal infection. We reported for the first time the transfer of the blaKPC-2 gene from a K. pneumoniae to a Kluyvera ascorbata mediated by a IncN plasmid. Secondly, we selected 80 CPE isolates to perform the WGS technique. We detected 4 carbapenemase-producing K. pneumoniae (CP-Kp) epidemic clones: ST11/KPC-2, ST16/KPC 2, and ST15/NDM-1, responsible for intrahospital and interhospital outbreaks; And ST437/KPC 2 which was detected in only one hospital. We identified resistome and virulome of these clones, that are composed by a mean of 9 acquired resistance genes and 27 virulence genes. We identified plasmids carrying carbapenemase genes. IncN was the most frequently associated to blaKPC-2 and possibly the main responsible for its dissemination in Brazil. On the other hand, blaNDM-1 gene was restrict associated to the IncFIB plasmid. Thirdly, we searched for alternative methods to detect polymyxin B resistance in CPE isolates. We divided this moment in 3 phases: a) Evaluation of accuracy and feasibility of the polimixin B disk elution (PBDE) method, which was accurate and as reliable as the gold standard (BMD), with excellent categorical agreement (CA, 99.5%), acceptable very major error (VME, 1.11%) and no major error (ME); b) Evaluation of screening test and agar dilution, which even both presenting low sensitivity, agar-based methodologies using polymyxin B had great performance when considering all the other quality parameters (CA, 93.4%, sensitivity – Sen, 86.2%, specificity - Spe, 98.7%, positive predictive value - PPV, 98%, negative predictive value - NPV, 90.7% , and kappa index – ĸ, 0.86 to screening test; and CA, 92.7%, Sen, 86.2%, Spe, 97.5%, PPV, 96.1%, NPV, 90.6%, and ĸ, 0.85 to agar dilution); c) Evaluation of the polymyxin NP test accuracy using bacterial colonies and directly from blood culture bottles, both tests from colony (NP-colony) and bottles (NP-bottle) showed excellent performances (CA, 96.2%, Sen, 98.9%, Spe 94.4%, PPV, 92.2%, NPV, 99.3% to NP-colony; and CA, 93.4%, Sen, 94.1%, Spe, 93.7%, PPV, 94.1% and NPV, 93.7%, to NP-bottle), suggesting that they can be strong candidates to be used in microbiology clinical laboratories after more studies. Finally, we evaluated the cohort characteristics, in a prospective model, of the transplanted patients. Also, we evaluated the characteristics of the CPE isolated from these patients. We concluded that patient successive transfer to different Hospital Units favors dissemination and promotion of CPE outbreaks and other MDR microorganisms in this Hospital Complex. Variables as hospitalization (> 30 days), mechanical ventilation (≥ 24h), successively transfer to different units, and colonization by K. pneumoniae are independent risk factors to develop a CPE infection. And, as expected, to be infected by a CPE is a risk factor for death. This thesis generated relevant results, presenting public health problems that need to be extensively discussed and researched. Additional studies may help to better understand the organizational structure, resistance, and virulence features in CPE, especially K. pneumoniae originated from transplanted patients. Thus, preventing and controlling new outbreaks that are known for their great sanitary and economic impact worldwide. And lastly, we also produced important results to the advance of diagnostic methodologies in relation to the CRE polymyxin B susceptibility detection.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Rio Grande do Sul (FAPERGS); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufcspa.edu.br/handle/123456789/1855
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisherWagner Wessfllpt_BR
dc.relation.requiresTEXTO - Adobe Readerpt_BR
dc.rightsAcesso Aberto Imediatopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/*
dc.subjectTransplantespt_BR
dc.subjectEnterobacteralespt_BR
dc.subjectCarbapenemasespt_BR
dc.subjectPolimixina Bpt_BR
dc.subjectSequenciamento de Genomas Completospt_BR
dc.subject[en] Transplantsen
dc.subject[en] Polymyxin Ben
dc.titleInfluência da colonização por Enterobacterales produtoras de carbapenemases no desfecho clínico de pacientes transplantadospt_BR
dc.typeTesept_BR
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