Emergence and spread of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii international clones II and III in Lima, Perú

Abstract

Introducción: Acinetobacter baummannii es el principal patógeno en la lista de la Organización Mundial de la Salud de resistencia antibiótica. Este ha surgido como patógeno a nivel mundial debido a la expansión de clonas epidémicas internacionales (CI) productoras de carbapenemasas de clase D (tipo OXA). Durante la última década, sin embargo, los reportes de la CI-I en Latinoamérica son escasos e inexistentes para las CI-II y CI-III. Objetivo: Este estudio evalúa la resistencia fenotípica, la presencia de mecanismos moleculares de resistencia a carbapenemos y la relación clonal de 80 muestras clínicas de A. baumannii recolectados desde Febrero de 2014 y Abril de 2016 en dos hospitales de tercer nivel en Lima. Materiales y métodos: La identificación de especies se realizó por espectrometría de masas (MALDI-TOF MS), la susceptibilidad antimicrobiana por difusión de discos y E-test, excepto para colistina, que fue determinado por microdilución en caldo de cultivo e interpretado según las guías del CLSI. Para tigeciclina se utilizó las guías EUCAST para Enterobacterias. Los genes de resistencia a carbapenémicos se detectaron por PCR y secuenciación. La relación clonal se estudió por electroforesis de campo pulsado (PFGE) y MLST con el esquema Pasteur. Resultados: La mayoría de las cepas eran resistentes a carbapenémicos (97.5%) y la susceptibilidad se encontraba elevada únicamente para colistina (95%). La electroforesis de campo pulsado identificó dos clonas principales en ambos hospitales: la clona D comprendiendo 51 aislamientos (61.3%) asociada con la secuencia-tipo 2 (ST2) portadora de OXA-72 y la clona F de 13 aislamientos (16.3%), asociada con ST79 y portadora de OXA-72. Estas eran endémicas en al menos un hospital. Se identificaron cepas ST1 y ST3 productoras de OXA-23, representando aislamientos esporádicos. Resulta resaltante la presencia de la nueva variante OXA-253 de la OXA-143 con una nueva secuencia de inserción (ISAba47). Conclusión: Mientras las líneas clonales predominantes de A. baummannii en Latinoamérica se relacionan con ST79, ST25, ST15 y ST1 productoras de OXA-23, en el estudio se reporta el surgimiento de ST2 altamente resistentes (CI-II) productoras de OXA-72 y la primera identificación de ST3 (CI-III) en Latinoamérica, ambas representando un serio riesgo para la salud pública a nivel mundial.

Background: Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii is the top-ranked pathogen in the World Health Organisation priority list of antibiotic-resistant bacteria. It emerged as a global pathogen due to the successful expansion of a few epidemic lineages, or international clones (IC), producing acquired class-D carbapenemases (OXA-type). During the last decade, however, reports regarding IC-I isolates in Latin America are scarce and non-existent for IC-II and IC-III isolates. Objective: This study evaluates the phenotypic resistance patterns, the presence of carbapenem-resistance mechanisms and the clonal relatedness of 80 non-duplicate clinical samples of A. baumannii collected from February 2014 through April 2016 at two tertiary care hospitals in Lima. Methods and materials: Species identification was performed by MALDI-TOF MS, antimicrobial susceptibility testing was analysed by disk diffusion and E-test for all antibiotics but colistin, which was determined by broth microdilution, and interpreted according to CLSI guidelines for Acinetobacter spp. Tigecycline results were interpreted following EUCAST guidelines for Enterobacteriaceae. Carbapenemase genes were detected by PCR and Sanger DNA sequencing. The clonal relatedness was examined by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and MLST with the Pasteur scheme.

Results: Almost all isolates were carbapenem-resistant (97.5%), and susceptibility only remained high for colistin (95%). PFGE showed two main clusters spread between both hospitals: cluster D containing 51 isolates (63.8%) associated with sequence type 2 (ST2) and carrying OXA-72, and cluster F containing 13 isolates (16.3%) associated with ST79 and also carrying OXA-72. ST2 and ST79 were endemic in at least one of the hospitals. International clone I (IC-I) ST1 and IC-III (ST3) OXA-23-producing isolates were also identified. They accounted for sporadic hospital isolates. Interestingly, two isolates carried the novel OXA-253 variant of OXA-143 together with an upstream novel insertion sequence (ISAba47). Conclusion: While the predominant A. baumannii lineages in Latin America are linked to ST79, ST25, ST15, and ST1 producing OXA-23 enzymes, we report the emergence of highly-resistant ST2 (IC-II) isolates in Peru producing OXA-72 and the first identification of ST3 isolates (IC-III) in Latin America, both considered a serious threat to public health worldwide.