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LIANA CARBALLO MENEZES Identificação Bacteriana e Resistência aos Antimicrobianos de Patógenos Causadores de Infecção de Corrente Sanguínea pela Técnica da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real de Pacientes Submetidos à Transplantes de Células-Tronco Hematopoiéticas Tese apresentada à Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina para obtenção do Título de Doutora em Ciências. São Paulo 2012 LIANA CARBALLO MENEZES Identificação Bacteriana e Resistência aos Antimicrobianos de Patógenos Causadores de Infecção de Corrente Sanguínea pela Técnica da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real de Pacientes Submetidos à Transplantes de Células-Tronco Hematopoiéticas Tese apresentada à Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina para obtenção do Título de Doutora em Ciências. Orientador: Prof. Dr. Antonio Carlos Campos Pignatari Co-orientadora: Paola Cappellano Este trabalho foi realizado com auxílio financeiro fornecido pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de 2008/04761-8 São e Paulo (FAPESP) Conselho Processo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Processo 141636/2008-4 São Paulo 2012 MENEZES, Liana Carballo Identificação Bacteriana e Resistência aos Antimicrobianos de Patógenos Causadores de Infecção de Corrente Sanguínea pela Técnica da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real de Pacientes Submetidos à Transplantes de Células-Tronco Hematopoiéticas – Liana Carballo Menezes - São Paulo, 2012. xviii, 228 p. Tese (Doutorado) – Universidade Federal de São Paulo. Escola Paulista de Medicina. Programa de Pós-graduação em Infectologia Título em inglês: Bacterial identification and antimicrobial resistance of the pathogens causing bloodstream infections by real-time polymerase chain reaction of patients undergoing hematopoietic stem cells transplant. Palavra chave: 1. Identificação bacteriana; 2. Infecção de corrente sanguínea; 3. PCR em Tempo Real; 4. Resistência a antimicrobianos; 5. Transplante de células-tronco hematopoiética. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO ESCOLA PAULISTA DE MEDICINA DISCIPLINA DE INFECTOLOGIA Chefe do Departamento: Prof. Dr. Angelo Amato Vicenzo de Paola Coordenador do Curso de Pós-graduação: Prof. Dr. Ricardo Sobieh Diaz São Paulo 2012 iii LIANA CARBALLO MENEZES Identificação Bacteriana e Resistência aos Antimicrobianos de Patógenos Causadores de Infecção de Corrente Sanguínea pela Técnica da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real de Pacientes Submetidos à Transplantes de Células-Tronco Hematopoiéticas BANCA EXAMINADORA: Titular: Profa. Dra. Elsa Massae Mamizuka Titular: Profa. Dra. Antonia Maria de Oliveira Machado Titular: Profa. Dra. Silvia Figueiredo Costa Titular: Dr. Carlos Alberto Pires Pereira Suplente: Profa. Dra. Marinês Dalla Valle Martino Suplente: Jussimara Monteiro Nürmberger i “Não se pode ensinar tudo a alguém, pode-se apenas ajudá-lo a encontrar por si mesmo o caminho.” Galileu Galilei ii Dedico este trabalho À minha família, meus pais Luiz e Zulma, à minha amada filha Giovanna e ao meu marido Wilson, aos meus irmãos, Daniela e José Luiz, às minhas sobrinhas Gabriela e Rafaela, por tornarem possível essa grande conquista, por toda dedicação, companheirismo e amor. Todos vocês foram importantes para a realização deste trabalho e sempre serão a inspiração da minha vida!!! iii AGRADECIMENTOS Ao meu orientador, Prof. Dr. Antonio Carlos Campos Pignatari, sempre com muita competência e profissionalismo. Agradeço pelo grande entusiasmo dedicado a este estudo, pela orientação e pela disponibilidade em todos os momentos. Meu respeito e admiração pelo exemplo de ética profissional. Muito obrigada pela confiança depositada no meu trabalho e pelas oportunidades concedidas ao longo destes anos no LEMC. À minha co-orientadora Paola Cappellano pelos valiosos ensinamentos durante o convívio, pela orientação e pela disponibilidade em todos os momentos em que precisei, sempre com muita competência. À Profª Dra. Ana Cristina Gales, pelas constantes ensinamentos, pelo exemplo de caráter e por ter me concedido o privilégio de fazer parte da equipe LEMC/ALERTA. Muito obrigada também, pela oportunidade do grande desenvolvimento profissional e pessoal, como sua aluna de mestrado. Aos professores da Disciplina de Doenças Infecciosas da Universidade Federal de São Paulo - Escola Paulista de Medicina, pelos ensinamentos enriquecedores que contribuíram muito para a minha formação profissional. Aos médicos e enfermeiros da unidade de hematologia e transplante de medula óssea do Hospital São Paulo, em especial ao Dr. José Salvador Rodrigues de Oliveira pela oportunidade de realizar este estudo. Às minhas eternas amigas, Andrea Pereira e Jussimara Monteiro Nürmberger, pelo amor, pela parceria em tantos projetos desenvolvidos juntas ao longo da nossa história acadêmica. Aos amigos, Paulo Bispo, Luiz Roberto Chiorotto, Karen Bauab e Milene Quiles pelo auxílio prestado com muita competência durante a realização dos testes iv laboratoriais. A colaboração de vocês foi fundamental para o desenvolvimento deste estudo. Em especial à Talita Trevizani Rocchetti, você foi essencial para a realização e finalização deste projeto. À Eliete Aguiar e André Doi, supervisores do LEMC, pela gentileza e vasta experiência microbiológica. À amiga e secretária do LEMC, Rosana Capecce, pela dedicação e valioso apoio em todos os momentos. À secretária da DIPA, Tereza Cristina, pela presteza e competência. À secretária da Pós- Graduação, Patrícia pela colaboração ao longo destes anos. A todos que passaram pelo LEMC/Alerta nestes últimos anos e que eu tive a alegria e o privilégio de conviver. Em especial Rodrigo Cayô, Raquel Girardello, Adriana Nicoletti, Renata Picão, Adryella, Loren, Kelly, Martha, Zonta, Fernanda Inoue, Fernanda Marques, Thaís, Vinicius, Thomas, Eloiza, Danilo, Lorena, Jéssica, Cecília Cergole, Cecília Godoy, Paula Peraro, Paula Ignez, Paula Koga, Rafaela, Katia e Amilton pelo convívio agradável e carinho demonstrado durante a realização deste trabalho. À minha família, minha especial referência, cunhadas (o), sogra, sobrinhas (o) e em especial aos meus irmãos, que mesmo distantes fisicamente, sempre estiveram presentes nas minhas decisões, escolhas e conquistas. Agradeço o amor, o apoio e a amizade fundamentais a nossa união. A todos que participaram diretamente ou indiretamente do meu trabalho, o meu muito obrigada! v SUMÁRIO LISTA DE TABELAS ................................................................................... xi LISTA DE FIGURAS ................................................................................... xiii ÍNDICE DE ABREVIATURAS E SIGLAS .................................................... xiv RESUMO .................................................................................................... xvii 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................... 1 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................. 5 2.1. Transplante de Células-tronco Hematopoiéticas ............................. 5 2.2. Infecções de Corrente Sanguínea em TCTH ..................................... 6 2.3. Epidemiologia das Infecções em TCTH............................................. 8 2.4. Diagnóstico Microbiológico ............................................................... 13 2.4.1.......... Hemoculturas ............................................................................ 13 2.4.2.......... Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos .................................................... 15 2.5. Diagnóstico Microbiológico Molecular .............................................. 16 2.5.1.......... Reação em Cadeia da Polimerase - PCR ................................ 17 2.5.2.......... Genes de Resistência aos Antimicrobianos ........................... 19 2.5.2.1. ..... Gene mecA ................................................................................ 19 2.5.2.2. ..... Genes vanA e vanB................................................................... 20 2.5.2.3. ..... Produção de -Lactamases ...................................................... 22 2.5.2.3.1. . -Lactamases de Espectro Ampliado (ESLs) ....................... 24 2.5.2.3.1.1. -Lactamases TEM ............................................................... 25 2.5.2.3.1.2. -Lactamases SHV ............................................................... 26 2.5.2.3.1.3. -Lactamases CTX-M ........................................................... 27 2.5.2.3.2. . -Lactamases KPC .................................................................... 29 2.5.2.3.3. . Metalo-β-lactamases ................................................................. 30 vi 2.5.3.......... Microbiologia Molecular Aplicada no Diagnóstico Clínico ... 33 2.5.4.......... Validação de Novos Métodos Diagnósticos ........................... 37 3. OBJETIVOS .......................................................................................... 39 4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................... 40 4.1. Casuística ............................................................................................ 40 4.2. Variáveis Clínicas ................................................................................ 40 4.3. Diagnóstico Microbiológico ............................................................... 41 4.3.1.......... Hemoculturas ............................................................................ 41 4.3.1.1. ..... Coleta de Sangue ...................................................................... 41 4.3.1.2. ..... Processamento das Hemoculturas ......................................... 41 4.3.2.......... Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos .................................................... 42 4.4. Diagnóstico Microbiológico Molecular .............................................. 43 4.4.1.......... Padronização da PCR em Tempo Real .................................... 43 4.4.1.1. ..... Preparação das Amostras Controles e Amostras Clínicas ... 43 4.4.1.2. ..... Extração de DNA ....................................................................... 44 4.4.1.2.1. . Extração do DNA Direto dos Frascos de Hemocultura ......... 44 4.4.1.2.2. . Extração do DNA Direto dos Tubos com EDTA K2 Gel ......... 45 4.4.1.3. ..... Iniciadores e Sondas TaqMan-MGB ....................................... 47 4.4.1.4. ..... Amplificação por PCR em Tempo Real ................................... 50 4.4.1.5. ..... Eficiência da PCR em Tempo Real .......................................... 51 4.4.2.......... Validação de Novos Métodos de Diagnóstico ........................ 53 4.4.2.1. ..... Especificidade Analítica ........................................................... 53 4.4.2.2. ..... Determinação do Limite do Branco (LoB) ou “cutoff”........... 53 4.4.2.3. ..... Determinação do Limite de Detecção - LoD (Sensibilidade) . 54 4.4.2.4. ..... Acurácia Clínica ........................................................................ 54 vii 4.4.2.5. ..... Concordância entre Testes Fenotípicos e PCR em Tempo Real ........ .................................................................................................... 56 4.4.2.5.1. . Concordância da Identificação Bacteriana entre Teste Fenotípico e PCR em Tempo Real ............................................................ 56 4.4.2.5.2. . Concordância da Resistência aos Antimicrobianos entre Teste Fenotípico e PCR em Tempo Real.................................................. 57 4.4.2.5.3. . Medidas de Eficácia Diagnóstica ............................................. 57 4.5. Correlação dos Resultados de Liberação pelo Método Fenotípico e do PCR em Tempo Real com a Adequação do Uso de Antimicrobianos nos Pacientes Submetidos à TCTH ............................. 58 4.6. Detecção dos Microrganismos por Sequenciamento de DNA ........ 58 5. RESULTADOS ...................................................................................... 61 5.1. Casuísticas .......................................................................................... 61 5.2. Variáveis Clínicas ................................................................................ 61 5.3. Diagnóstico Microbiológico ............................................................... 63 5.3.1.......... Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos .................................................... 63 5.4. Diagnóstico Microbiológico Molecular .............................................. 65 5.4.1.......... Padronização PCR em Tempo Real ......................................... 65 5.4.1.1. ..... Amplificação por PCR em Tempo Real .................................. 65 5.4.1.2. ..... Eficiência e Especificidade da PCR em Tempo Real ............. 66 5.4.1.2.1. . SYBR Green ............................................................................... 66 5.4.1.2.2. . TaqMan ...................................................................................... 69 5.4.2.......... Validação de Novos Métodos de Diagnóstico ........................ 72 5.4.2.1. ..... Determinação do Limite do Branco (LoB) .............................. 72 5.4.2.2. ..... Determinação do Limite de Detecção - LoD (Sensibilidade) . 72 5.4.2.3. ..... Acurácia Clínica ........................................................................ 74 5.4.3.......... Aplicação da PCR em Tempo Real nas Amostras de Hemocultura de Pacientes Submetidos à TCTH. .................................... 78 viii 5.4.3.1. ..... Detecção do gene HFE de Controle Interno da Extração de DNA gene. ................................................................................................... 78 5.4.3.2. ..... Detecção do Gene Bacteriano 16S rDNA ................................ 78 5.4.3.3. ..... Detecção do Gene 18S rDNA para Fungos ............................. 79 5.4.3.4. ..... Detecção dos Genes Espécie-específicos.............................. 80 5.4.3.5. ..... Detecção de Genes que Conferem Resistência aos Antimicrobianos......................................................................................... 87 5.5. Concordância do PCR em Tempo Real com os Testes Fenotípicos ................................................................................................. 96 5.5.1.......... Concordância entre a Identificação Fenotípica versus PCR em Tempo Real das Amostras de Frascos de Hemocultura BACTEC® 96 5.5.2.......... Concordância entre a Identificação Fenotípica versus PCR em Tempo Real das Amostras de tubos de EDTA K2 GEL .................... 96 5.5.3.......... Concordância entre os Frascos de Hemocultura BACTEC ® versus Tubos de EDTA K2 GEL por PCR em Tempo Real ..................... 97 5.5.4.......... Concordância entre os Testes Fenotípicos e PCR em Tempo Real na Detecção de Resistência aos Antimicrobianos ............ 97 5.5.5.......... Medidas de Eficácia Diagnóstica ............................................. 98 5.6. Correlação dos Resultados de Liberação pelo Método Fenotípico e do PCR em Tempo Real com a Adequação do Uso de Antimicrobianos nos Pacientes Submetidos à TCTH ............................. 99 5.7. Detecção dos Microrganismos por Sequenciamento de DNA ........ 104 6. DISCUSSÃO ......................................................................................... 105 7. CONCLUSÕES ..................................................................................... 128 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................... 129 9. ABSTRACT ........................................................................................... 171 10. ANEXOS ............................................................................................... 173 ANEXO I – Ficha médica preechida pelo serviço de racionalização de antimicrobianos de vigilância de hemoculturas do HSP e IOP/GRAACC .............................................................................................. 173 ANEXO II - Tabela 16.................................................................................. 175 ix ANEXO III – Manuscritos submetidos à publicação ............................... 187 x LISTA DE TABELAS Tabela 1: Relação dos microrganismos controles positivos utilizados na padronização das reações de PCR em Tempo Real. ........................................ 46 Tabela 2: Lista de iniciadores e sondas TaqMan para amplificação da região codificadora dos genes de resistência aos antimicrobianos, controle interno e genes espécie-especificos para a identificação dos microrganismos. ................ 48 Tabela 3: Categorias do Índice Kappa .............................................................. 57 Tabela 4: Resultados da Temperatura de melting e desvio padrão da Tm dos produtos amplificados de amostras controles ATCC para os genes de resistência. ........................................................................................................ 66 Tabela 5: Eficiência da reação de PCR em Tempo Real, Ct e Tm da última diluição, concentração em UFC/mL do microrganismo detectado na última diluição de amplificação dos genes de resistência. ............................................ 68 Tabela 6: Resultados da padronização dos protocolos de PCR em Tempo Real utilizando sondas TaqMan-MGB multiplex Gram específicas............................. 70 Tabela 7: Resultados de “slope”, R2, eficiência e última diluição detectada das reações de PCR em Tempo Real pelo sistema TaqMan e SYBR Green para os genes espécie-específicos dos principais patógenos que causam infecção de corrente sanguínea. ........................................................................................... 71 Tabela 8: Resultados de “cutoff” de amostras negativas e LoD de amostras positivas baixas para os genes avaliados. ......................................................... 73 Tabela 9: Sensibilidade e especificidade clínica determinada pela curva ROC de acordo com o Ct do LoD para os genes espécie-especificos, fungo 18S rDNA, para o gene 16S rDNA para Gram positivo e Gram negativo e genes de resistência aos antimicrobianos. ........................................................................ 75 Tabela 10: Dados clínicos dos pacientes, resultado fenotípico e da PCR em Tempo Real para identificação dos microrganismos dos 160 frascos de hemocultura BACTEC®. ..................................................................................... 82 Tabela 11: Resultado do teste de sensibilidade pelo método automatizado e da PCR em Tempo Real para genes e resistência aos antimicrobianos dos frascos de BACTEC®. .................................................................................................... 89 Tabela 12: Resultados da identificação fenotípica pelo sistema automatizado Phoenix® e da PCR em Tempo Real dos frascos de hemocultura BACTEC® e dos tubos de EDTA K2 gel coletados pareados........................................................ 94 Tabela 13: Resultados da detecção fenotípica pelo sistema automatizado Phoenix® e da PCR em Tempo Real para detecção de resistência aos antimicrobianos dos frascos de hemocultura BACTEC® e tubos de EDTA K2 gel coletados pareados. .......................................................................................... 95 xi Tabela 14: Valores de VPP, VPN, sensibilidade, especificidade, acurácia e prevalência dos PCR em Tempo Real em relação ao sistema automatizado Phoenix®. ........................................................................................................... 98 Tabela 15: Resultado do teste de sensibilidade e da PCR em Tempo Real para genes que conferem resistência aos antimicrobianos e terapia antimicrobiana utilizada nos episódios de infecção de corrente sanguínea. ............................ 102 Tabela 16: Resultados das técnicas de PCR para 160 amostras dos frascos de hemocultura e 33 amostras de sangue total, identificação pela cultura e antibiograma pelo sistema automatizado, PCR em Tempo Real para os genes estudados. ....................................................................................................... 175 xii LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Distribuição das doenças hematológica de base. ............................. 63 Figura 2 - Prevalência de espécies Gram positivas identificadas pelo sistema automatizado (Phoenix®). .................................................................................. 64 Figura 3 - Prevalência de espécies Gram negativas identificadas pelo sistema automatizado (Phoenix®). .................................................................................. 65 Figura 4 - Curva ROC para genes de resistência a antimicrobianos A- blaTEM; B vanA; C - vanB; D - blaCTX; E- blaSHV; F - mecA; G - blaKPC; H- blaIMP; I- blaVIM; JblaSPM. ................................................................................................................ 76 Figura 5 - Curva ROC para genes estudados espécie especifico, fungo 18S rRNA e 16S rDNA Gram positivo e Gram negativo. ........................................... 77 xiii ÍNDICE DE ABREVIATURAS E SIGLAS ATCC - American Type Cuture Collection CCIH – Comissão de Controle de Infecção Hospitalar CIM - Concentração Inibitória Mínima CLSI - Clinical Laboratory Standards Institute Ct – Ciclo do threshold CVC – Cateter Venoso Central Cutoff – Ponto de Corte DNA - Ácido desoxirribonucléico E – Eficiência EDTA - Ácido Etilenodiaminotetracético ESL - Extended Spectrum -Lactamase FFP – Fração Falso Positivo FVP – Fração Verdadeiro Positivo GN – Gram Negativo GP – Gram Positivo HSP – Hospital São Paulo ICS – Infecção de Corrente Sanguínea IOP/GRAACC – Instituto de Oncologia Pediátrica IS - Insertion Sequence KPC - Klebsiella pneumoniae Carbapenemase LEMC - Laboratório Especial de Microbiologia Clínica xiv LH – Linfoma Hodgkin LMA – Leucemia Mielóide Aguda LNH – Linfoma Não Hodgkin LoB – Limite do Branco LoD – Limite de Detecção ML - Metalo--Lactamase MM – Mieloma Múltiplo MRSA – Staphylococcus Resistente à Meticilina OMP - Outer Membrane Protein PBP - Penicillin Binding Protein PCR - Polymerase Chain Reaction PFGE - Pulsed Field Gel Electrophoresis RNA – Ácido Ribonucléico ROC - Receiver Operating Characteristic SCCmec - Staphylococcal Cassette Chromosome SD – Desvio Padrão SCoN – Staphylococcus coagulase negativo SCOPE - Surveillance and Control of Pathogens of Epidemiological Importance SDS-PAGE - Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis TBE - Tris-Borato-EDTA TCTH – Transplante de Células-tronco Hematopoiética Tm – Temperatura de melting TMO – Transplante de Medula Óssea TSB - Tryptone Soy Broth xv UFC - Unidade Formadora de Colônia UTI - Unidade de Terapia Intensiva UV – Ultravioleta VPP – Valor Preditivo Positivo VPN – Valor Preditivo Negativo VRE – Enterococcus Resistentes à Vancomicina xvi RESUMO A identificação rápida de patógenos e da resistência antimicrobiana em infecções da corrente sanguínea (ICS) diminui a morbidade e mortalidade, principalmente em pacientes imunocomprometidos. Este estudo foi desenhado para detectar 17 patógenos e 10 genes de resistência a antimicrobianos direto de frascos de hemocultura e sangue periférico pela reação em cadeia da polimerase em Tempo Real. Métodos: O limite de detecção (LoD) e limite de corte (“cutoff”) foram realizados de acordo com “Clinical and Laboratory Standards Institute” (CLSI). A sensibilidade e a especificidade clínica foram calculadas pela curva “relative operating characteristic” (ROC). Um total de 160 frascos de hemocultura e 33 sangue periférico de paciente de transplante de células-tronco hematopoiética (TCTH) foram triadas por sondas Gram especificas por PCR em Tempo Real. Dezessete sequencias gênero específico foram avaliadas utilizando sondas TaqMan e para os genes de resistência blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaKPC, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB e mecA foi utilizado o método com SYBR Green. Resultados: Os ensaios de PCR em Tempo Real foram capazes de detectar os genes alvo nas diluições correspondente 15 a 1,5 UFC por reação. Os menores valores de Ct do LoD foram apresentados pelos microrganismos Staphylococcus coagulase negativo (SCoN), Stenotrophomonas maltophilia e Escherichia coli, 30,9; 31,6 e 32,6 respectivamente. A área sob a curva ROC mostrou um desempenho satisfatório acima de 0,70 para a maioria dos genes estudados. A sensibilidade pela curva ROC foi superior a 80% para os genes blaKPC e 16S rDNA Gram positivos, e abaixo de 60% para blaSHV, blaTEM e vanB. Vinte e quatro das 33 amostras positivas foram concordantes entre hemocultura e qPCR. A identificação de patógenos foi discordante em treze amostras. O gene mecA foi detectado em 12 dos 15 SCoN e 4 Enterococcus spp. foram positivos para o gene vanA. Foram xvii detectados duas amostras com o gene blaCTX e três blaSHV por PCR em Tempo Real. Os genes para metalo-β-lactamase e blaKPC e não foram detectados. Cinco espécies de fungos foram identificados apenas por PCR em Tempo Real. O tratamento empírico considerando os resultados dos testes fenotípicos foi inadequado em 66,6 % dos casos de ICS, 33,3% mantendo-se inadequados após o resultado da coloração de Gram, e 6,66% mantiveram-se inadequados após o resultado final da hemocultura com o antibiograma. Conclusão: A PCR em Tempo Real pode ser uma ferramenta complementar útil na identificação precoce de agentes patogênicos e genes de resistência a antimicrobianos na ICS em pacientes submetidos à TCTH. xviii INTRODUÇÃO 1. INTRODUÇÃO Uma das mais importantes funções do laboratório de microbiologia clínica é obter um diagnóstico microbiológico, geralmente, através da cultura de fluidos corporais e tecidos. A identificação correta é crucial para determinar o agente patogênico, a escolha e duração do antibiótico terapia, e os procedimentos adequados no controle da infecção (Woo et. al., 2008). A triagem para patógenos multirresistentes, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Enterococcus resistente à vancomicina (VRE), e patógenos Gram negativos multirresistentes são recomendados para o controle de infecção. Os isolados microbiológicos positivos devem ser todos submetidos aos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Já para as infecções fúngica, os testes de susceptibilidade ainda precisam ser clinicamente interpretados e correlacionados com desfechos clínicos (Freifeld et. al., 2011). A acurácia da identificação é importante nas análises epidemiológicas, na determinação dos padrões de resistência aos antimicrobianos e para um antibióticoterapia adequada. Tradicionalmente, a identificação de bactérias nos laboratórios de microbiologia clínica é realizada com testes fenotípicos. No entanto, estes métodos apresentam algumas limitações. Primeiramente, os microrganismos com características bioquímicas, que não se enquadram nos padrões de qualquer gênero e espécies são ocasionalmente encontrados. Em segundo lugar, estes métodos não podem ser utilizados para microrganismos não cultiváveis. Em terceiro lugar, a identificação de alguns grupos específicos de bactérias, como anaeróbios e micobactérias, requerem equipamentos e expertise adicionais, que não estão disponíveis na maioria dos laboratórios de microbiologia clínica (Woo et. al., 2008). 1 INTRODUÇÃO A avaliação laboratorial para investigação das infecções em pacientes de TCTH incluem hemograma, exames bioquímicos (funções hepática e renal) e dois conjuntos de culturas de sangue. No entanto, vários marcadores inflamatórios foram propostos para diferenciar entre as causas infecciosas e não infecciosas de uma resposta inflamatória sistêmica, orientando assim, os episódios febris em pacientes com neutropenia (Sakr et. al., 2008). Durante a avaliação, é imprescindível dar devida atenção à identificação da fonte de sepsis, entretanto, a causa da infecção pode não ser sempre aparente (Freifeld, et. al., 2011). Para o diagnóstico de ICS relacionada ao cateter venoso central (CVC) nos pacientes submetidos à TCTH, além de um conjunto de culturas coletadas das veias periféricas, em seguida, a partir de cada lúmen do CVC coleta-se um conjunto de cultura. No entanto, embora não seja essencial, um tempo diferencial de positividade entre as culturas de sangue periférico e central de mais de duas horas é fortemente sugestivo de ICS relacionada ao cateter (Fätkenheuer et. al., 2003). As infecções de corrente sanguínea estão associadas com altas taxas de mortalidade variando de 20% a 70%. Especialmente, em pacientes pós-transplantados e pacientes com leucemia (pacientes neutropênicos) a taxa de mortalidade para sepsis e choque séptico varia de 28% a 50% (Angus et. al., 2001; Martin et. al., 2003). As técnicas moleculares que detectam os ácidos nucleicos para a identificação de patógenos tornaram-se cada vez mais disponíveis. Estas técnicas são sensíveis na detecção do DNA bacteriano e fúngico no sangue periférico, mas não está claro, se isto indica microrganismos patogênicos viáveis que circulam na corrente sanguínea. Entre as técnicas moleculares mais promissores está a reação em cadeia da polimerase (PCR). No entanto, os médicos devem estar cientes do potencial de resultados falso positivo e falso 2 INTRODUÇÃO negativo, e do fato de que estes testes não substituem a avaliação clínica e microbiológica (Chen & Kontoyiannis, 2010). Nas últimas décadas, as técnicas de biologia molecular e suas aplicações no diagnóstico de doenças infecciosas estabeleceu uma nova era na detecção e identificação de microrganismos. O uso disseminado da técnica de PCR e sequenciamento de DNA, do gene 16S rDNA, tem desempenhado um papel fundamental na correta identificação de isolados bacterianos, como também na descoberta de novas bactérias. Para a identificação de microrganismo regiões conservadas dos genomas microbianos, como regiões dos genes 16S-23S rRNA, são utilizadas como alvo nessas reações. Muitos protocolos foram desenvolvidos para identificar uma única espécie (Espy et. al., 2006) ou várias espécies, utilizando regiões conservadas dentro do genoma, tais como ensaios genéricos para detecção bacteriana e fúngica (Van Burik et. al., 1998). As técnicas de PCR baseadas na detecção de fluorescência automatizada de fragmentos amplificados por PCR em Tempo Real são geralmente mais robustas, menos trabalhosas e menos propensas à contaminação do que as técnicas de PCR convencional (Klouche & Schröder, 2008). A principal vantagem da aplicação da técnica de PCR no diagnóstico microbiológico é devido a sua sensibilidade e capacidade de detectar o DNA do patógeno, apresentando a possibilidade de detecção de microrganismos fastidiosos, de crescimento lento, não cultiváveis ou de difícil detecção por métodos convencionais de microbiologia. Outra vantagem está na otimização dos resultados, reduzindo a liberação do mesmo para os clínicos (Speers, 2006). As hemoculturas levam em média 24 a 36 h após a coleta para positivar e a completa identificação do microrganismo e perfil de susceptibilidade normalmente não está disponível antes de 24 às 72h. O uso da PCR tem sido sugerido em diagnóstico molecular, pois além de ser uma técnica sensível 3 INTRODUÇÃO também diminui o tempo de liberação dos resultados quando comparado com o método fenotípico (Valones et. al., 2009). 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Transplante de Células-tronco Hematopoiéticas Na década de 1950 iniciou-se, com grande dificuldade, a história do transplante de medula óssea (TMO). Em 1957, Thomas et. al. realizaram infusões endovenosas de células da medula óssea de indivíduos normais em pacientes portadores de doença hematológica terminal submetidos à radioterapia e apenas uma paciente obteve recuperação medular transitória. Outros estudos também não obtiveram grandes resultados, o que causou um descontentamento com os transplantes nas décadas de 50 e 60. Em 1968, Gatti et. al. realizaram com sucesso o primeiro TMO alogênico em uma criança portadora de imunodeficiência (Thomas et. al., 2004; Cutler & Antin, 2005). O termo “transplante de medula óssea” (TMO) passa a ser substituído pelo termo transplante de células-tronco hematopoiéticas (TCTH), devido ao desenvolvimento de novas fontes de células progenitoras para o transplante (Vogelsang et. al., 2005). O Transplante de células-tronco hematopoiéticas (TCTH) é definido como a transferência das células, a partir de um individuo para outro, definido como TCTH alogênico. Ou o retorno de células previamente coletadas para o mesmo individuo após a manipulação das células e ou do destinatário, TCTH autólogo (Baron & Sandmaier, 2006; Huss et. al., 1996; Welniak, et. al., 2007). O TCTH alogênico é uma importante modalidade para melhorar ou curar uma grande variedade de doenças, incluindo leucemia, linfomas, doenças mieloproliferativas, síndromes mielodisplásicas, síndrome da insuficiência da medula óssea, imunodeficiências congênitas, deficiências enzimáticas e hemoglobinopatias (Giralt, 2007; Oliansky et. al., 2007; Dreger et. al., 2007; Witte et. al., 2007 e Davies & Guinan, 2007). No entanto, o TCTH está associado com uma 5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA significante morbidade e mortalidade devido ao regime relacionado à toxicidade, infecção e enxerto versus doença do hospedeiro. O TCTH autólogo pode melhorar os resultados em doenças neoplásicas e doenças autoimunes, e continua a ser investigado como plataforma para a terapia gênica (Sadelain et. al., 2004). Os regimes relacionados à toxicidade e as infecções contribuem para morbidade e mortalidade associadas com TCTH autólogo, apesar de todos os avanços, a infecção é reportada como a causa primária da morte em 8% dos pacientes TCTH autólogos e 17 a 20% dos receptores de TCTH alogênico. Atualmente, existe uma ampla disponibilidade de ferramentas para o diagnóstico das infecções permitindo assim o desenvolvimento de estratégias de vigilância para um melhor conhecimento da epidemiologia, fatores de risco e prognósticos de infecções adquiridas em centros de câncer nos últimos anos. Esta consciência epidemiológica é fundamental para definir estratégias de prevenção que pode ser adaptada para as várias categorias de pacientes com diferentes riscos de infecção, e escolher protocolos de tratamento que possam conter o fenômeno de resistência aos antimicrobianos (Girmenia et. al., 2011). 2.2. Infecções de Corrente Sanguínea em TCTH Infecção de Corrente Sanguínea (ICS) é causada pela presença de bactérias ou fungos em uma ou mais amostras de hemoculturas associada a um quadro clínico compatível com sepse (Bone et. al., 1992). A ICS é a complicação infecciosa mais comum em TCTH (Poutsiaka et. al., 2007). Como consequência da imunodeficiência que acompanha o TCTH, as complicações infecciosas persistem como uma importante causa de morbidade e mortalidade, embora existam todas as melhorias nos cuidados de manutenção dos pacientes. A recuperação imunológica após o transplante e o os agentes 6 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA infecciosos mais relevantes orientam a instituição para a profilaxia antibacteriana, antiviral e antifúngica nesta população (Walter & Bowden, 1995). A incidência de infecção em transplantados é determinada pela interação entre a exposição a agentes infecciosos e a terapia imunossupressora. Esta varia devido a inúmeros fatores, a quantidade de medicamento imunossupressor usado, a necessidade do uso de terapia adicional contra rejeição e complicações póscirúrgicas (Patel & Paya, 1997). Em 1966, Bodey e colaboradores começa a incorporar o conceito de neutropenia como risco para infecção, demonstrando que o risco de complicações infecciosas em pacientes portadores de leucemia, submetidos à quimioterapia, está relacionado diretamente ao grau e à duração da neutropenia. O aumento de infecções graves ocorre à medida que o número de granulócitos está abaixo de 1000 células/mm3, chegando a 12% de incidência; e 28% de incidência quando este número está abaixo de 100 células/mm3. A incidência de infecção chegou a 100% quando a neutropenia foi mantida por cinco semanas ou mais (Bodey et. al., 1966). A maioria dos pacientes submetidos à TCTH como outros pacientes neutropênicos apresentam febre como sinal indicativo de infecção. Em um estudo realizado por Quental e colaboradores no Hospital São Paulo, da Universidade Federal de São Paulo, entre janeiro de 2003 a dezembro de 2006 de 149 pacientes submetidos à TCTH, 39 desenvolveram 56 episódios de ICS. A incidência geral de ICS, ao longo dos quatro anos de seguimento, aumentou 340% (Quental et. al., 2006). ICS é definida como o isolamento de bactérias, que não são normalmente conhecidas por colonizar a pele, tais como bacilos Gram negativos, ou patógenos, como S. aureus ou fungos, a partir de, pelo menos, uma cultura de sangue (Horan & Gaynes, 2004). Para as bactérias, que tipicamente colonizam a 7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA pele, como Staphylococcus coagulase negativa, Propionibacterium spp., Streptococcus do grupo viridans e Corynebacterium não-Jk, são consideradas ICS a positividade de duas hemoculturas consecutivas, ou duas hemoculturas positivas dentro de 72 horas, ou uma hemocultura positiva e uma positiva da ponta de cateter intravascular dentro de 72 horas (DesJardin et. al., 1999). 2.3. Epidemiologia das Infecções em TCTH Nas últimas décadas, a epidemiologia de isolados bacterianos nas infecções da corrente sanguínea em paciente neutropênico febris tem passado por constante mudança. A partir da evolução dos pacientes neutropênicos febris durante a década de 70, observou-se que os microrganismos mais prevalentes das infecções no início da década eram 70% compostos por Gram negativos (Viscoli et. al.,1994). Durante os anos 1980 e 1990, os microrganismos Gram positivos, surgem demonstrando um aumento na prevalência de bactérias Gram positivas, provavelmente devido ao aumento do uso de cateteres venosos, que permitiu assim a colonização e a infecção pela microbiota da pele, como Staphylococcus spp., e o uso de profilaxia sistêmica por fluoroquinolonas, que facilitaram a entrada da flora intestinal (Viscoli et. al.,1994; Zinner, 1999; Wisplinghoff et. al., 2003). Outro fator envolvido é o uso de agentes quimioterápicos com maior ação citotóxica, o que leva a um dano extenso das mucosas e permite a translocação bacteriana de agentes como Streptococcus viridans e Enterococcus spp. (Picazo, 2004; Bodey et. al., 1966; Ramphal, 2004; Viscoli et. al., 2002; Pizzo, 1999). No decorrer destas décadas, o panorama dos agentes etiológicos responsáveis pelas infecções modifica-se e passam a predominar as bactérias 8 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Gram positivas como os principais agentes isolados nestes pacientes (Pizzo, 1984; Schimpff, 1985; Pizzo et. al., 1986; Rubin et. al., 1988). Atualmente, os Staphylococcus coagulase negativo, continuam sendo o isolado mais comum em hemocultura. No entanto, tem sido observado em vários centros o surgimento de infecções por Enterobacteriaceae, principalmente Escherichia coli e Klebsiella spp., e patógenos Gram negativos não fermentadores, como Pseudomonas aeruginosa e S. maltophilia. Em particular, espécies Gram negativas resistentes aos antimicrobianos estão causando um número crescente de infecções em pacientes neutropênicos febris. As espécies de Klebsiella spp. e E. coli com aquisição de genes codificadores de enzimas βlactamase de espectro ampliado (ESβL), frequentemente mostram uma ampla resistência a uma gama de β-lactâmicos. Esses produtores de ESβL são susceptíveis aos carbapenens, porém, o seu uso pode induzir a seleção de bactérias com padrões de resistência ainda maiores. Dessa forma, a utilização de carbapenens aumenta o risco de infecções por espécies de Klebsiella spp. e P. aeruginosa produtoras de carbapenemases, que são resistentes aos carbapenens e a outras classes de antibióticos. Este fenômeno pode representam um problema devastador, com a disseminação de infecções por espécies Gram negativas multirresistentes, considerando-se também que as drogas recentemente adicionadas ao arsenal antibacteriano são orientadas principalmente contra bactérias Gram positivas (Cattaneo et. al., 2008; Oliveira et. al., 2007; Aubron et. al., 2005; Morris et. al., 2008; Weinstock et. al., 2007; Wang et. al., 2011; Chong, et. al., 2011; Gudiol, et. al., 2011; Arnan, et. al., 2011; Gudiol, et. al., 2010; Trecarichi, et. al., 2009 e Trecarichi, et. al., 2011). Um estudo realizado por Cordonnier e colaboradores (2003) relacionou os fatores de risco associados à infecção por cocos Gram positivos em pacientes neutropênicos febris e identificou que os fatores relacionam-se com terapias com 9 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA altas doses de citarabina, uso de inibidores de bomba de prótons, descontaminação do trato gastrintestinal com antibiótico colimicina e a presença de calafrios. Os autores concluíram que as infecções por cocos Gram positivos devem originar-se do trato gastrintestinal, e assim o uso de drogas que modificam o pH gástrico, favorece o crescimento e aumento do risco de translocação bacteriana no paciente com prévia alteração na integridade da mucosa. A bacteremia por cocos Gram positivos, também foi correlacionada por outros autores com a colonização das mucosas e mucosite, e os principais patógenos são Staphylococcus coagulase negativo (SCoN) e Streptococcus viridans (Paganini et. al., 2003; Bochud et. al., 1994; Costa et. al., 2006). A mucosite é também descrita como fator de risco para ICS causadas por Enterococcus spp. resistentes à vancomicina em pacientes com câncer (Kuehnert et. al., 1999). Recentemente alguns centros observaram um aumento na proporção de bactérias Gram negativas como causadoras de ICS em pacientes neutropênicos, talvez pela suspensão da profilaxia por quinolonas ou pelo aparecimento de resistência aos antimicrobianos entre estes agentes (Collin et. al., 2001; Ramphal, 2004; Viscoli & Castagnola, 2002). Um estudo prospectivo em um centro de câncer espanhol realizado em adultos durante o período de 2006-2009 mostrou que cerca de 50% das bacteremias eram causadas por bacilos Gram negativos e 14% deles eram bactérias multirresistente. O mecanismo de resistência mais frequente foi produção ESβL (45%), principalmente em E. coli, seguido de hiperprodução de cefalosporinase tipo AmpC (24%) (Gudiol et. al., 2011). Os pacientes com bacteremias por bacilos Gram negativos multirresistente receberam 10 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA antibióticoterapia inicial inadequada (69% versus 9%, p <0,001), e o tempo para terapia adequada (após 48 horas) foi maior neste grupo (Gudiol et. al., 2011). Uma taxa muito elevada de bactérias Gram negativas resistentes isoladas em pacientes com doenças hematológicas malignas foi observada em um estudo italiano (Trecarichi et. al., 2009). Guidol e colaboradores observou que dos 62 episódios de bacteremia causadas por E. coli, a produção de ESBL e resistência às fluoroquinolonas foram 41,9% e 62,9%, respectivamente. A taxa global de mortalidade de 30 dias foi de 21%, e os preditores significativos de mortalidade foram para terapia antimicrobiana inicial inadequada, na infecção por isolados produtores de ESβL isolados e neutropenia prolongada (Gudiol et. al., 2011). Um estudo prospectivo de infecções em centros italianos realizados em os pacientes adultos com diagnóstico de doenças hematológicas malignas iniciadas em 2009 mostrou que as bacteremias por P. aeruginosa foram 71% multirresistentes. Em particular, a percentagens de resistência aos carbapenens (Imipenem e meropenem), anti-pseudomonas cefalosporinas (Ceftazidima e cefepime), amicacina e ciprofloxacina foram 60%, 42%, 50% e 66%, respectivamente. Enquanto, que a percentagem de resistência à piperacilina foi de 24%. A mortalidade em até 30 dias após a primeira hemocultura positiva ocorreu em 40% das bacteremias por P. aeruginosa multirresistentes e em 9% dos não multirresistentes. Em uma análise multivariada, a terapia antibacteriana inicial inadequada foi independentemente associada com a mortalidade (p=0,006) (Trecarichi et. al., 2011). Em um estudo realizado por Quental e colaboradores (2006) em um Hospital São Paulo, de julho de 2003 à de julho de 2005, foram observados 167 episódios de ICS em 107 pacientes. A maioria (67,3%) apresentou apenas um episódio de ICS. Sessenta e três (58,9%) pacientes pertenciam ao sexo 11 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA masculino. Em relação à doença hematológica de base, o diagnóstico mais prevalente foi Leucemia Mielóide Aguda (LMA), seguido de Mieloma Múltiplo (MM) e Linfoma não Hodgkin (LNH). Em 31 episódios (18,6%) os pacientes haviam sido submetidos ao TMO. O estudo reportou que em 93 (55,7%) dos episódios de ICS os pacientes apresentavam neutropenia. Em 82% dos episódios de ICS os pacientes apresentaram febre ou hipotermia, e 70,7% mostrou sepse clinicamente comprovada. Leucocitose ou leucopenia estavam presentes em 68,3% dos episódios. A mortalidade após uma semana da última hemocultura positiva foi 31,8% (34 pacientes) e após 30 dias foi 59.8% (64 pacientes). A maior mortalidade foi relacionada à Pseudomonas spp. com 29 episódios, 13 (44,8%) foram a óbito em sete dias, sendo todos resistentes a carbapenens, e cinco foram a óbito em 30 dias (17%), sendo dois resistentes a carbapenens (Quental et. al., 2006). Um estudo clínico prospectivo e de vigilância microbiológica realizado no hospital do câncer do Rio de Janeiro avaliou pacientes pós TCTH em 859 episódios de ICS. A mortalidade geral foi de 25% e a idade média foi de 43 anos. Os doentes com neoplasias hematológicas malignas subjacentes foram responsáveis por 38,2% dos episódios. No total de 1039 microrganismos foram isolados 56% de bacilos Gram negativos, 32% de Gram positivos e 10% de fungos. Os microrganismos Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli foram produtoras de β-lactamase ESβL 37,8% e 8,9%, respectivamente. Altas taxas de resistência a ceftazidima foram detectados em Acinetobacter spp. (40%) e Enterobacter spp. (51,2%). Os microrganismos E. coli, aeruginosa foram isoladas, mais frequentemente, K. pneumoniae e P. em pacientes com neutropenia. Os SCoN predominaram em 73,2% das ICS por Gram positivos. A resistência à oxacilina foi detectada em 18,7% dos Staphylococcus aureus e em 12 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 77,5% dos SCoN. Entre os isolados de Candida spp, 79% foram Candida não albicans, principalmente Candida tropicalis e Candida parapsilosis. (Velasco et. al., 2004). Em infecções fúngicas, especialmente aquelas causadas por espécies de Candida spp. e Aspergillus spp., historicamente representam uma das principais causas de morte em pacientes com câncer, especialmente após a quimioterapia intensiva e recebimento de TCTH (Maschmeyer, 2011; Pagano et. al., 2007; Pagano et. al., 2006). Estudos reportaram episódios de candidemia em 33% dos pacientes submetidos a cirurgias não transplante e 17% em doenças hematológicas malignas (9,8%) e em receptores de TCTH (2,9%). As Candida não-albicans representaram a grande maioria dos isolados, sendo que 72,6% dos isolados foram provenientes de pacientes com malignidades hematológicas, 77,6% em TCTH e 52,4% em tumores sólidos (Horn et. al., 2009; Neofytos et. al., 2009). Outros estudos reportaram que os microrganismos mais frequentes em infecções fúngicas em TCTH foram Aspergillus spp. causando na maioria a aspergilose invasiva (59%), seguido por Candida spp. (25%) e outros (14%) (Neofytos et. al., 2009). 2.4. Diagnóstico Microbiológico 2.4.1. Hemoculturas Atualmente a hemocultura é o "padrão ouro" no diagnóstico das ICS, estes métodos são baseados na detecção de microrganismos viáveis presentes no sangue. As hemoculturas, além de detectar agentes patogênicos viáveis, apresentam a vantagem de permitir a avaliação da susceptibilidade antimicrobiana, demonstrando um fator importante na terapia antimicrobiana adequada. (Leibovici et. al., 1998; Weinstein et. al. 1997). 13 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Em 1970 ocorreu à introdução da automação da hemocultura no laboratório de microbiologia com o primeiro sistema semi-automatizado. E em 1990 estes sistemas foram aprimorados e, atualmente, as hemoculturas são realizadas com monitoramento contínuo ·por sistemas totalmente automatizados, que permitem a incubação ·das amostras de sangue na temperatura de 37º C. Esses instrumentos detectam o crescimento microbiano pela análise da libertação de CO2, usando sensores fluorescentes (BACTEC® 9240, Becton Dickinson) ou sensores colorimétricos (BacT/Alert®; BioMérieux, França) ou, alternativamente, medindo as mudanças de pressão no espaço superior do frasco, gerada pelo consumo dos nutrientes e a produção de gases (VersaTREK®; TREK Sistemas de Diagnóstico). Vários desenvolvimentos técnicos, incluindo o aprimoramento dos meios de cultura e a detecção automática de crescimento, melhoraram muito as performances de diagnóstico deste método de diagnóstico (Cockerill et. al., 2004; Weinstein, 1996). No entanto, vários fatores podem ainda reduzir a sensibilidade global de hemoculturas. O volume de sangue inoculado no frasco é um dos fatores mais importantes que influenciam no diagnostico (Tenney et. al., 1982). Vários estudos com adultos e em doentes pediátricos confirmaram que a taxa de isolamento de microrganismo a partir das hemoculturas aumentam com a quantidade de sangue inoculado (Bouza et. al., 2007; Cockerill et. al., 2004; Kaditis et. al., 1996). Outra variável importante é o tempo para incubar o frasco dentro do equipamento, o ideal é que sejam imediatamente colocadas no monitoramento contínuo para minimizar o tempo de detecção e reduzir o número de falsos negativos (Sautter et. al., 2006; Schwetz et. al., 2007). Uma limitação intrínseca as culturas automatizadas é a baixa sensibilidade para microrganismos fastidiosos e de crescimento lento como Bartonella spp., Francisella tularensis, Mycoplasma spp. e Nocardia spp.. Os microrganismos 14 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA não cultiváveis como Rickettia spp., Coxiella burnetti, Chlamydophila pneumoniae e Tropheryma whipplei são melhores diagnosticados por teste imunológicos ou técnicas moleculares (Fenollar & Raoult, 2007). A detecção do crescimento do microrganismo é feita após o sinal positivo indicado pelo equipamento, e então, é realizado diretamente do frasco a pesquisa do microrganismo por coloração utilizando o método de Gram. A seguir é realizada a semeadura em meios seletivos e enriquecedores para o isolamento do microrganismo permitindo, assim a identificação e realização dos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Atualmente, o potencial das técnicas moleculares baseadas na detecção dos ácidos nucleicos foi apenas parcialmente explorado na rotina do laboratório de microbiologia, principalmente quando comparada com a revolução que alterou radicalmente os laboratórios de virologia nas ultimas duas décadas. No entanto, vários estudos estão avaliando as metodologias moleculares no diagnostico das infecções de corrente sanguínea e sepse aplicados aos frascos de hemoculturas positivas (Mancini et. al., 2010). 2.4.2. Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos A identificação de bactérias nos laboratórios de microbiologia clínica pode ser realizada manualmente ou através de métodos automatizados, que realizam testes fenotípicos, incluindo esfregaços de Gram e testes bioquímicos, considerando os requisitos da cultura e características de crescimento (Woo et. al., 2008). 15 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Os métodos automatizados fornecem maior precisão nos resultados e proporcionam uma rapidez na identificação. Os sistemas automatizados mais utilizados são: Vitek®; Vitek-2® (BioMérieux, Hazelwood, MO); Walk-Away® (DADE, West Sacramento, CA); Phoenix® (Becton Dickinson Microbiology Systems, Coceysville, Md). O teste de susceptibilidade aos antimicrobianos tem o objetivo da avaliar o perfil de sensibilidade aos antimicrobianos e definir o fenótipo de resistência. As amostras testadas são classificadas em sensíveis, intermediárias ou resistentes, empregando-se os limites de sensibilidade preconizados pelo “Clinical Laboratory Standards Intitute” (CLSI). A metodologia manual baseia-se na técnica de Kirby-Bauer de disco difusão, e os halos de inibição são interpretados de acordo com as recomendações vigentes do documento “Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing” do CLSI. Outro método, o Etest (Oxoid®, Basingstoke, Inglaterra), também pode ser utilizado para a determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM), que é a menor concentração de antimicrobiano capaz de inibir o crescimento bacteriano. A maioria dos métodos automatizados que avaliam o perfil de sensibilidade baseia-se na técnica de microdiluição em caldo, na qual diversas concentrações de antimicrobianos são utilizadas para determinar a CIM. Estas concentrações são interpretadas pelos equipamentos de acordo com as recomendações vigentes do documento “Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically” do CLSI. 2.5. Diagnóstico Microbiológico Molecular 16 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.1. Reação em Cadeia da Polimerase - PCR A técnica de PCR tornou-se uma ferramenta indispensável nos diagnósticos moleculares após sua idealização pelo cientista Kerry Mullis em 1983. É surpreendente a rapidez com que os avanços tecnológicos baseados nessa metodologia desenvolveram após a sua automação, isolamento e purificação da enzima Taq DNA polimerase a partir da bactéria termofílica Thermus aquaticus. Na área de diagnóstico por biologia molecular, a PCR permitiu a detecção de genes alvos com inédita sensibilidade e facilidade. Sua aplicação no diagnóstico de doenças infecciosas estabeleceu uma nova era na detecção e caracterização de microrganismos e passaram, no presente, a fazer parte da rotina de processamento de algumas amostras clínicas (Saiki et. al., 1988). Na pratica clinica, a PCR pode ser pelo método convencional ou em Tempo Real. Os reagentes utilizados na reação de amplificação do DNA são os iniciadores, dNTPs, enzima como a Taq DNA polimerase, MgCl2, uma solução tampão e água, além do DNA extraído. Esta reação é composta por uma temperatura de desnaturação, uma de anelamento e uma de extensão do DNA, repetidas vezes (Konenam et. al., 2006). Importantes avanços tecnológicos, como PCR em Tempo Real e espectrometria de massa, tem revolucionado o diagnóstico clínico. Em particular, o PCR em Tempo Real que tem permitido a técnica maior sensibilidade, robustez e menor contaminação, além da quantificação. Esta técnica combina a amplificação e a quantificação de uma sequência de DNA alvo por meio da detecção de fluorescência utilizando sondas específicas marcadas com fluoróforos, ou com base na determinação da temperatura de desnaturação de uma sequencia de DNA dupla fita (“melting temperature” - Tm) marcada com substância intercalante de DNA fluorescente (Klein, 2002; Kubista et. al., 2006). Os princípios aplicados para detecção de uma sequência alvo são baseados na 17 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA mensuração de fluorescência durante a reação por diferentes filtros que capturam a fluorescência conforme o comprimento de onda emitido. A fluorescência é proporcional à quantidade de produto amplificado em cada ciclo e o número de ciclos de amplificação necessários para obter uma determinada quantidade de DNA é registrado como ciclo do threshold (Mackay, 2004; Kubista et. al., 2006). Essa evolução tecnológica juntamente com o caráter indispensável da PCR em laboratórios moleculares levou a uma vasta expansão do número de aplicações clínicas. Atualmente, foi desenvolvida uma plataforma que utiliza a espectrometria de massa de produtos de PCR ionizados (incluindo produtos do gene 16S rDNA) que é capaz de integrar, no mesmo sistema, a identificação da espécie do microrganismo, genotipagem, detecção de genes de virulência e de resistência aos antimicrobianos (Ecker et. al., 2006). Atualmente, a detecção de bactérias de interesse clínico pelos laboratórios de biologia molecular é realizada pela amplificação do gene 16S rDNA, codificador da subunidade menor do RNA ribossomal (rRNA). Este gene apresenta regiões altamente conservadas entre todas as espécies bacterianas e regiões altamente variáveis que permitem a diferenciação entre espécies (Van de Peer et. al., 1996). O gene 16S rDNA, geralmente apresenta nove regiões hipervariáveis, que demonstram diversidade filogenética entre as diferentes espécies bacterianas, a utilização de iniciadores denominados universais, complementares às regiões conservadas que flanqueiam as regiões variáveis do gene, são suficiente para identificação bacteriana em grande parte dos casos. Análises posteriores, utilizando hibridização com sondas de DNA, restrição dos produtos de PCR por RFLP ou o sequenciamento direto dessas sequências permitem a identificação da espécie bacteriana. 18 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.2. Genes de Resistência aos Antimicrobianos 2.5.2.1. Gene mecA Os antimicrobianos -lactâmicos agem através da inibição de enzimas responsáveis por catalisar um estágio vital da biossíntese do peptideoglicano, principal componente da parede celular das bactérias Gram positivas (Giesbrecht et. al., 1998). Estas enzimas catalisam a etapa final da síntese da parede celular e, por ser o sítio de ação das penicilinas, passaram a ser chamadas de proteínas ligadoras de penicilinas (PBPs). Estas PBPs catalisam a reação de transpeptidação necessária para a união das cadeias de peptideoglicano, constituintes da parede celular bacteriana. O mecanismo de resistência ao -lactâmicos está associado à alteração do sítio de ação do mesmo pela produção de uma proteína ligadora de penicilina adicional, a PBP2a (também denominada PBP2’). Esta proteína ligadora de penicilina adicional, a PBP2a, é codificada pelo gene mecA, que confere resistência à meticilina em S. aureus e em Staphylococcus Coagulase Negativo (SCoN). O gene mecA faz parte de um elemento genético móvel designado cassete estafilocócico do cromossomo mec (“staphylococcal cassette chromosome mec” - SCCmec), integrado ao cromossomo de S. aureus e localizado próximo à sua origem de replicação. (Katayama et. al., 2000). O SCCmec apresenta o complexo do gene mec, que codifica resistência à meticilina, e o complexo do gene ccr (do inglês “cassette chromosome recombinase”), que codifica recombinases responsáveis pela sua mobilidade. Além disso, apresenta uma região denominada J (derivada do termo inglês “junkyard”) que compõe o restante do material genético do complexo SCCmec. Esta região é de grande importância para auxiliar na classificação dos diferentes tipos de SCCmec, atualmente classificados em 11 tipos (Turlej et. al., 2011). 19 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA O complexo do gene mecA é composto do gene propriamente dito e de seus genes regulatórios mecI e mecR1, localizados na região posterior ao promotor do gene mecA. O gene mecI codifica uma proteína que se liga ao DNA e reprime a transcrição do gene mecA, enquanto que o gene mecR1 codifica uma proteína que promove a transcrição do gene mecA na presença de lactâmicos (Sharma et. al., 1998). São conhecidas quatro classes deste complexo, nomeadas de A a D, que divergem entre si de acordo com a presença de determinadas seqüências de inserção (seqüências de DNA envolvidas com a mobilização de informação genética, de função similar aos plasmídeos) (Katayama et. al., 2001). Diversos autores relataram alta incidência de infecção de corrente sanguínea por Staphylococcus spp. resistentes à meticilina. (Linares et. al., 2009; Bert et. al., 2010). Em um recente estudo do Programa de Vigilância SENTRY (Antimicrobial Surveillance Program) realizado com 3.907 amostras de bactérias Gram positivas coletadas de centros médicos no mostrou que S. aureus foi o microrganismos mais prevalente em infecções de corrente sanguínea seguido por SCoN. Neste mesmo estudo, 31% dos isolados de S. aureus e 80% dos SCoN apresentaram resistência a meticilina (Gales et. al., 2009). 2.5.2.2. Genes vanA e vanB Os antimicrobianos glicopeptídeos (vancomicina) agem no metabolismo de construção da parede celular bacteriana, através da ligação da porção terminal D-Ala-D-Ala de um pentapeptídeo encontrado em precursores de peptidoglicano, principal componente estrutural da parede celular das bactérias Gram positivas (Silveira et. al., 2006; Eggert et. al., 2001). 20 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A resistência bacteriana à vancomicina ocorre pela produção de um dipeptídeo, com terminação D-alanina-D-lactato (D-Ala-D-Lac), precursor do peptidoglicano. Esse dipeptídio diminui em uma escala superior a 1000 vezes a afinidade da vancomicina com a camada de peptidoglicano, conferindo resistência a este antimicrobiano principalmente em Enterococcus faecium e E. faecalis (McComas et. al., 2003; Silveira et. al., 2006). O gene vanA é mediado pelo transposon Tn1546, localizado em plasmídeo ou cromossomo da célula bacteriana. O transposon Tn1546 codifica nove polipeptídeos que atuam em conjunto na conferência da resistência a vancomicina. Estes polipeptídeos podem ser distribuídos em quatro grupos funcionais: Transposição, Regulação, Resistência e Proteínas acessórias (não essenciais). São descritos sete fenótipos de resistência aos glicopeptídios, A,B,C,D,E,G e L, e os genes mais prevalentes, vanA e vanB estão descritos em espécies E. faecalis e E. faecium, os enterococos com fenótipo vanA apresentam alto grau de resistência a vancomicina e teicoplanina, com resistência induzível à presença de glicopeptídeos (vancomicina, teicoplanina, avorpacina, ristocetina) e por agentes não glicopeptídeos, como bacitracina e polimixina B. O fenótipo VanB apresenta altos níveis de resistência à vancomicina enquanto a sensibilidade a teicoplanina é mantida. Ambos os genes podem ser encontrados em plasmídeos ou no cromossomo bacteriano e ser transferidos entre espécies enterocócicas (Cetinkaya et. al., 2000). O surgimento dos primeiros isolados de enterococos resistentes à vancomicina e sua disseminação no ambiente hospitalar contribuiu para a busca de novos antimicrobianos para o tratamento deste patógeno multirresistente (Silveira et. al., 2006). Em infecções de corrente sanguínea, dentre os Gram 21 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA positivos, as espécies de Enterococcus spp. estão entre os microrganismos mais isolados em ICS (Erdem et. al., 2009). No Brasil Gales e colaboradores, em um estudo multicêntrico em 2008, reportaram os Enterococcus spp. como a oitavo espécies mais encontradas, sendo o terceiro entre os Gram positivos, com resistência a vancomicina em 7,7% dos isolados (Gales et. al., 2009). 2.5.2.3. Produção de -Lactamases Os antimicrobianos -lactâmicos interferem na parede celular de Gram negativos e são frequentemente os mais utilizados no tratamento das infecções bacterianas. A ampla utilização, principalmente, das cefalosporinas de segunda e terceira gerações nos tratamento de infecções causadas por enterobactérias foi acompanhada pelo surgimento e disseminação de cepas bacterianas resistentes produtoras de enzimas do tipo ESβL (Tumbarello et. al., 2006). As β-lactamases são um grupo de enzimas capazes de inativar antimicrobianos β-lactâmicos, por hidrolisarem a ligação amida do β-lactâmicos, causando a destruição irreversível do antimicrobiano (Livermore, 1995). A atividade enzimática é variável de acordo com o tipo, a quantidade de βlactamase produzida e os diversos substratos β-lactâmicos existentes. Estas enzimas são capazes de hidrolisar as penicilinas, cefalosporinas, monobactâmicos e carbapenens, e a interação entre estas enzimas e seus substratos resulta em compostos inativos que permitem a sobrevivência da célula bacteriana (Bush, 2001). A quantidade de enzima produzida, a habilidade da enzima em hidrolisar o antimicrobiano e a velocidade com que o -lactâmico penetra pela membrana celular externa são alguns fatores que podem influenciar na capacidade da β-lactamase em conferir resistência (Livermore, 1991). 22 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA As β-lactamases constituem um grupo heterogêneo de enzimas produzidas por inúmeras espécies bacterianas, tanto Gram-positivas quanto Gramnegativas, porém com diversidades estruturais e localizações diferentes. Nas bactérias Gram-positivas, as β-lactamases são secretadas para o meio extracelular, dessa forma são menos ativas que as β-lactamases produzidas pelas bactérias Gram-negativas. Nesses microrganismos, as β-lactamases estão presentes no espaço periplásmico, podendo assim alcançar maiores concentrações e agirem de uma maneira mais eficaz sobre os antimicrobianos βlactâmicos (Livermore, 1993). A codificação para a produção das -lactamases pode ser cromossômica ou mediada por plasmídios e transposons, podendo ser induzida tanto pela presença de -lactâmicos, como de precursores de parede celular no meio extracelular (Livermore, 1991; Livermore, 1993). Devido à grande diversidade de tipos de β-lactamases, inúmeras tentativas de estabelecer um sistema de classificação para estas enzimas foram propostos ao longo dos anos. Atualmente, dois esquemas de classificações têm sido considerados como de maior importância. A classificação de Ambler, desenvolvida em 1980, foi baseada nas sequências de nucleotídeos e aminoácidos das enzimas e somente quatro classes moleculares de βlactamases foram descritas: A) β-lactamases de espetro ampliado (ESβLs), penicilinases e carbenicilinases; B) metalo-β-lactamases; C) cefalosporinases cromossomais; e D) oxacilinases (Ambler, 1980). Em 1995, Bush, Jacoby e Medeiros propuseram um esquema baseado nas propriedades bioquímicas, estrutura molecular e sequencia nucleotídica das enzimas, combinando as características estruturais e funcionais das -lactamases, classificando-as em grupos funcionais (Bush et. al. 1995). 23 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.2.3.1. -Lactamases de Espectro Ampliado (ESLs) Atualmente, as enzimas ESLs representam o maior grupo de lactamases estudadas (Bradford, 2001; Bush et. al., 1995). As ESLs são da classe molecular A de Ambler (1980) e pertencentes ao grupo dois de Bush, Jacoby e Medeiros (1995). Elas conferem resistência à ampicilina, à carbenicilina, à ticarcilina e às cefalosporinas, no entanto, geralmente mantêm a sensibilidade às cefamicinas, aos carbapenens e aos monobâctamicos. São, geralmente, produzidas por Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae, mas podem ser produzidas por qualquer bactéria Gram negativa (Bradford, 2001). As ESL apresentam uma serina no seu sítio ativo e são codificadas por genes localizados em plasmídeos que podem também codificar resistência aos aminoglicosídeos, tetraciclina, cloranfenicol e trimetoprim/sulfametoxazol. (Rossolini et. al., 2008; Winokur et. al., 2001). Outras variantes de ESβL também já foram descritas em diferentes microrganismos. As ESβL BES (Serratia marcescens), FEC-1 (E. coli), CME-1 (Cryseobacterium meningosepticum), PER (P. aeruginosa e Salmonella enterica), SFO (E. cloacae), TLA (E. coli) e VEB (E. coli), sendo pouco frequentes (Bradford, 2001) (http://www.lahey.org/Studies/other.asp#table1). Essas enzimas também conferem resistência a todas as oximino cefalosporinas, especialmente a ceftazidima e ao aztreonam. No entanto, as enzimas blaTEM, blaSHV e blaCTX-M são as mais prevalentes entre as enterobactérias (Harada et. al., 2008). 24 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.2.3.1.1. -Lactamases TEM A descrição da primeira β-lactamase, denominada TEM-1 (subgrupo 2b), ocorreu em 1960. A β-lactamases, TEM-1, foi encontrada em Escherichia coli isolada da corrente sanguínea de uma paciente grega chamada Temoniera, origem da sigla da β-lactamase TEM (Turner, 2005). Atualmente, responde por mais de 90% da resistência a ampicilina em amostras de E. coli, sendo também responsável pela resistência a ampicilina e penicilina em amostras de Haemophilus influenza e Neisseria gonorrhoeae (Paterson & Bonomo 2005; Livermore, 2008). Esta enzima é codificada por genes localizados, usualmente, em elementos genéticos móveis, plasmídios e transposons, que podem ser transferidos para diferentes plasmídios entre microrganismos da mesma espécie ou de espécies diferentes. Devido à grande facilidade de disseminação, esta enzima tem sido descrita em diversas espécies de Enterobactérias, e em outras espécies bacterianas (Paterson & Bonomo 2005). Atualmente existem mais de 190 derivados de TEM (http://www.lahey.org/Studies/temtable.asp) sendo algumas resistentes aos inibidores de β-lactamase e a grande maioria apresenta o fenótipo ESβL (Bradford, 2001). As substituições de aminoácidos que ocorrem em determinadas posições da enzima TEM resultam em leves alterações nos fenótipos de ESβL, com a habilidade de hidrolisar oximino-cefalosporinas específicas como ceftazidima e cefotaxima, ou alterar seus pontos isoelétricos de 5,2 para 6,5. (Bradford, 2001). Estudos laboratoriais de indução de mutações para a β-Lactamase TEM-1 (Blazquez et. al., 2000; Huang et. al., 1996; Vakulenko et. al., 1995) demonstraram que essas mutações, ocorridas naturalmente em ESβL do tipo TEM, são resultado da pressão seletiva de vários agentes β-lactâmicos utilizados em uma determinada instituição (Blazquez et. al., 2000). Embora essas β-lactamases sejam mais frequentemente relatadas em 25 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E. coli, Klebsiella spp., Enterobacter aerogenes, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Proteus rettgeri, e Salmonella spp. (Bonnet et. al., 1999; Marchandin et. al., 1999; Morosini et. al., 1995; Palzkill et. al., 1995; Perilli et. al., 2000; Tessier et. al., 1998), tem sido, também, reportadas entre bactérias Gram negativas não Enterobacteriaceae. As β-lactamases TEM-21 (Dubois et. al., 2005) e TEM-42 (Mugnier et. al., 1996) foram descritas em uma cepa de P. aeruginosa e a TEM17 em uma cepa de Capnocytophaga ochracea (Rosenau et. al., 2000). 2.5.2.3.1.2. -Lactamases SHV A denominação da sigla SHV vem de uma propriedade bioquímica da enzima variável sulfidrila (“sulphydryl variable”) (Tzouvelekis & Bonomo, 1999). Em muitas cepas de K. pneumoniae o gene blaSHV-1, ou outro gene relacionado, apresenta-se integrado ao cromossomo bacteriano (Livermore, 1995). O fenótipo ESβL é caracterizado a partir de substituições de aminoácidos que ocorrem no gene blaSHV-1, e estas alterações assemelham-se as que acontecem com as ESβL do tipo TEM (Huletsky et. al. 1993). Em 1983, foi descrito o primeiro relato de uma SHV de espectro ampliado, denominada SHV-2, encontrada em amostras clínicas de K. pneumoniae, K. ozaenae e Serratia marcescens (Knothe et. al., 1983). Em 1983, foi descrito o primeiro relato de uma SHV de espectro ampliado, denominada SHV-2, encontrada em amostras clínicas de K. pneumoniae, K. ozaenae e Serratia marcescens (Knothe et. al. 1983). Em 1988, SHV-3 e SHV-4 foram descritas por Jarlier e colaboradores (Jarlier et. al., 1988) e Bure e colaboradores (Bure et. al., 1988), respectivamente. Ambas foram encontradas em amostras clínicas de K. pneumoniae recuperadas de hospitais franceses. SHV-5 foi descrita na Grécia e Tailândia (Chanawong et. al., 2001; Neonakis et. 26 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA al., 2003; Poirel et. al., 2004a), enquanto SHV-12 foi identificada, até o momento, somente na Tailândia (Chanawong et. al., 2001). Apesar de grande parte das -lactamases do tipo SHV apresentar fenótipo ESβL, as beta-lactamases SHV-10 e SHV-11, possuem fenótipo de resistência aos inibidores das -lactamases e apesar de hidrolisar as penicilinas, essa enzima apresenta uma hidrólise reduzida para as cefalosporinas e, dessa forma, não é classificada como ESβL (Bradford, 2001). Até o presente momento, foram descritas mais de 145 variantes da β-lactamase da classe SHV (http://www.lahey.org/Studies/webt.asp#SHV). Os genes do tipo blaTEM e blaSHV possuem propriedades bioquímicas parecidas, conservando, assim, um grau de similaridade entre si. A diferença estrutural entre estas enzimas é discreta, e está relacionada com mudanças de aminoácidos junto ao sítio ativo da enzima (Bradford, 2001). 2.5.2.3.1.3. -Lactamases CTX-M A β-lactamase tipo CTX-M pode ter sido originada da enzima cromossômica AmpC de Kluyvera ascorbata, devido ao seu alto grau de homologia (Bonnet, 2004). As ESβL do tipo cefotaximase (CTX-M) são codificadas por genes, blaCTXM, localizados em plasmídeos, que normalmente abrigam outros genes que conferem resistência aos aminoglicosídeos, ao cloranfenicol, às sulfonamidas, ao trimetoprim e à tetraciclina. Estas enzimas conferem resistência a todas as cefalosporinas de espectro ampliado, entretanto, apresentam como substratos preferenciais a cefotaxima e a ceftriaxona (Bonnet, 2004; Cartelle et. al., 2004; Rossolini et. al., 2008). Apresentam apenas 40% de similaridade com as βlactamases TEM e SHV (Tzouvelekis et. al., 2000). 27 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Os primeiros casos de infecções causadas por isolados de E. coli e K. pneumoniae produtores de CTX-M foram relatados no final dos anos 80 no Japão, Europa e Argentina. Desde então, essas enzimas vêm se disseminando mundialmente em diferentes gêneros de enterobactérias (Bonnet, 2004; Rossolini et. al., 2008). Atualmente, encontram-se descritos na literatura mais de 130 tipos de CTX-M diferentes (http://www.lahey.org/Studies/other.asp#table1). As enzimas pertencentes ao mesmo grupo diferem umas das outras por apenas um, ou por pouquíssimos aminoácidos (Rossolini et. al., 2008). Embora tenha sido descrito na literatura a ocorrência de β-lactamases do tipo CTX-M com maior atividade hidrolítica contra a ceftazidima que a cefotaxima, esse achado tem sido justificado devido ao uso extensivo de ceftazidima na prática médica (Bonnet, 2004; Cartelle et. al., 2004; Rossolini et. al., 2008). No início da década de 1990, a β-lactamase CTX-M-2 disseminou-se rapidamente na Argentina e em países vizinhos (Rossolini et. al., 2008). Outros membros da família CTX-M estão distribuídos em diversos lugares do mundo; CTX-M-9 e CTX-M-14 predominantemente na Ásia e na Espanha (Hernandez et. al., 2005; Munday et. al., 2004), CTX-M-3 e CTX-M-15 na Europa. Apesar de não ter sido isolada no Reino Unido antes de 2001, a enzima CTX-M-15 é atualmente a ESβL mais prevalente em amostras bacterianas de E. coli e K. pneumoniae nesta região (Livermore & Hawkey 2005). Durante muitos anos, a identificação da enzima CTX-M esteve restrita aos membros da família Enterobacteriaceae. Porém em isolados clínicos de P. aeruginosa já foram descritas as enzimas CTX-M-1, CTX-M-43 (Al Naiemi et. al., 2006; Celenza et. al., 2006) e CTX-M-2 (Picão et. al., 2009a; Picão et. al., 2009b). A disseminação das β-lactamases do tipo CTX-M está causando importantes e imprevisíveis mudanças na epidemiologia da resistência aos antibióticos β-lactâmicos (Rossolini et. al., 2008). 28 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.2.3.2. -Lactamases KPC A enzima KPC foi primariamente descrita em uma cepa de K. pneumoniae isolada na Carolina do Norte, EUA, em 1996, durante o estudo de vigilância ICARE (Intensive carbapenemases Care do tipo Antimicrobial KPC Resistance (sigla para Epidemiology). “Klebsiella As pneumoniae carbapenemase”), incluídas na classe A (Ambler, 1980) ou grupo 2f de Bush (Bush et. al., 1995) são enzimas que são capazes de hidrolisar penicilinas, cefalosporinas, monobactâmicos e carbapenêmicos (Queenan & Bush 2007). A descoberta da KPC-1 foi seguida por várias publicações de outra variante, a KPC-2, identificada em 2003, de isolados de provenientes de Baltimore, coletados durante os anos de 1998 e 1999. No entanto, uma recente correção na sequência de nucleotídeos do gene blaKPC-1 indicou que as enzimas KPC-1 e KPC-2 são idênticas (Yigit et. al., 2001). A partir de então, relatos de KPC-2 tornaram-se frequentes na Costa Leste dos Estados Unidos e rapidamente expandiu-se, sendo descrito em diversas partes do mundo (Queenan & Bush 2007). Até o momento, 12 variantes de KPC foram descritas (http://www.lahey.org/Studies/other.asp#table1). As enzimas do tipo KPC são as mais prevalentes entre as enzimas da classe A de Ambler. Estas enzimas encontram-se disseminadas mundialmente, com relatos na América do Sul, Canadá, Israel, China, em mais de oito países da Europa; entretanto, a frequência destes isolados é endêmica somente nos Estados Unidos, em Israel e na Grécia. Isolados produtores de KPC estão amplamente disseminados no nordeste dos Estados Unidos, sendo detectados em cerca de dez estados americanos. Em Tel Aviv, Israel, foi descrito o primeiro surto de E. coli produtora de KPC-2 fora dos Estados Unidos. Na Grécia, um estudo de vigilância revelou a predominância de um clone de K. pneumoniae 29 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA produtor de KPC-2 distribuído em 18 hospitais representativos de todo o território grego (Navon-Venezia et. al., 2006; Walther-Rasmussen & Hoiby, 2007; Giakoupi et. al., 2009). A enzima KPC-2 foi primeiramente descrita no Brasil por Monteiro e colaboradores (2009), em quatro amostras de K. pneumoniae isoladas entre setembro e novembro de 2006 em um hospital de Recife. Desde então, isolados de K. pneumoniae e E. cloacae produtores de KPC-2 também foram descritas no Rio de Janeiro, São Paulo e Rio Grande do Sul, mostrando que a emergência deste mecanismo de resistência em hospitais brasileiros vem ocorrendo desde, pelo menos, desde o ano de 2005 (Pavez et. al., 2009; Peirano et. al., 2009; Zavascki et. al., 2009). 2.5.2.3.3. Metalo-β-lactamases As metalo-β-lactamases são um grupo de enzimas que possuem a capacidade de hidrolisar todos os β - lactâmicos, exceto monobactâmicos. Não são inibidas pelos inibidores das serino-β-lactamases como ácido clavulânico, sulbactam e tazobactam (Queenan & Bush 2007), entretanto, são inibidas por agentes quelantes, como o EDTA, derivados de tiol e do ácido dipicolínico (Payne et. al., 1997a; Payne et. al., 1997b; Laraki et. al., 1999; Bebrone, 2007). Estas enzimas são pertencentes ao grupo três de Bush (Bush et. al., 1995) e na classe molecular B de Ambler (Ambler, 1980), e necessitam do Zn+2 ou outros cátions divalentes como cofatores no sítio ativo. As MLs foram inicialmente codificadas por genes cromossomais em várias bactérias, incluindo Bacillus cereus (Sabath & Abraham 1966), Stenotrophomonas maltophilia (Saino et. al., 1982), Aeromonas spp. (Shannon et. al., 1986), Chryseobacterium spp. (Bellais et. al., 2000). As MLs adquiridas 30 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA apresentam-se em estruturas genéticas móveis que fornecem mobilidade ao gene, facilitando a disseminação dessa enzima entre diferentes espécies bacterianas. As MβLs são mais frequentemente isoladas em espécies de bactérias Gram negativas não fermentadoras, como Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumannii, entretanto, estas enzimas têm sido reportadas em membros da família Enterobacteriaceae, incluindo K. pneumoniae (Lincopan et. al., 2005; Morfin-Otero et. al., 2009). Atualmente, são conhecidas 10 subclasses de MBLs adquiridas: IMP (imipenemase), VIM (Verona imipenemase), SPM (São Paulo metalo-βlactamase), GIM (German imipenemase), SIM (Seul imipenemase), AIM (Australian imipenemase), KHM (Kyorin Health Science metalo-β-lactamase), NDM (New Delhi metalo-β-lactamase), DIM (Dutch imipenemase) e TMB (Tripoli metalo-β-lactamase) (Osano et. al., 1994; Lauretti et. al., 1999; Toleman et. al., 2002; Castanheira et. al., 2004; Lee et. al., 2005; Yong et. al., 2007a, Sekiguchi et. al., 2008; Salabi et. al., 2009; Poirel et. al., 2009). A primeira MβL, IMP-1, cuja produção era mediada por um gene situado em um plasmídeo, foi reportado em uma amostra de Serratia marcescens, isolada em um hospital de Osaka, em 1991 (Osano et. al., 1994). Diversas variantes dessa enzima foram então descritas em P. aeruginosa, Acinetobacter spp. e enterobactérias de praticamente todos os continentes (Walsh et. al., 2005; Walsh, 2008). As variantes IMP-1, IMP-16 e IMP-18 já foram reportadas em isolados clínicos brasileiros de P. aeruginosa (Mendes et. al., 2004; Mendes et. al., 2007b; Xavier et. al., 2007). Em 2005, Lincopan e colaboradores relataram o primeiro caso de K. pneumoniae produtora de IMP-1 isolada de uma única amostra, na América Latina (Lincopan et. al., 2005). Uma segunda família de -lactamase da classe B foi identificada inicialmente em uma amostra de P. aeruginosa na Itália em 1997, essa enzima 31 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA foi designada como VIM-1 e deu origem à família VIM (Lauretti et. al., 1999). Muitas variantes de VIM foram descritas, tanto em microrganismos fermentadores da glicose, quanto em não fermentadores. A maioria das descrições foi reportada na Europa, no entanto, algumas variantes já foram identificadas na América e Ásia (Queenan & Bush, 2007; Walsh et. al., 2005; Walsh, 2008). Em 2001 foi identificada no Instituto de Oncologia Pediátrica (IOP/GRAACC) do Complexo Hospitalar do Hospital São Paulo, São Paulo, a enzima SPM-1. Foi identificada em uma cepa de P. aeruginosa isolada inicialmente na urina e posteriormente na hemocultura de uma criança de quatro anos, portadora de leucemia (Toleman et. al., 2002). Foram reportados vários isolados bacterianos produtores desta enzima em diversas cidades brasileiras, como São Paulo, Brasília, Salvador, Fortaleza, Santo André, Londrina, Maringá, Curitiba, Recife, Rio de Janeiro, Porto Alegre e São Luiz (Gales et. al., 2003; Pellegrino et. al., 2002; Poirel et. al., 2004b; Nouér et. al., 2005; Vieira et. al., 2005; Zavascki et. al., 2005). A única descrição da produção de SPM-1 fora do Brasil ocorreu em 2010, na Suíça. Entretanto, a amostra de P. aeruginosa, em que o gene blaSPM-1 foi detectado, foi isolada de um paciente politraumatizado e possuía internação prévia no Hospital Geral Regional, em Recife (Salabi et. al., 2010). Em 2002, cinco isolados de P. aeruginosa foram recuperados de diferentes pacientes de um centro médico em Dusseldorf, Alemanha. Estes isolados codificavam uma nova β-lactamase da classe B, denominada GIM-1 (German imipenemase) (Castanheira et. al., 2004). Em 2005, Lee e colaboradores reportaram uma nova enzima do tipo MBL, SIM-1 que foi identificada em sete isolados clínicos de Acinetobacter baumannii na Coréia, os quais haviam sido isolados entre setembro de 2003 e novembro de 2004. 32 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Recentemente, foram descritas novas subclasses de MBLs adquiridas: AIM-1(Australian imipenemase), recuperada de um isolado clínico de P. aeruginosa, em 2007, na Austrália (Yong et. al., 2007b); KHM-1 (Kyorin Health Science metalo-β-lactamase), descrita em 2008, no Japão, em um isolado clínico de C. freundii (Seikiguchi et. al., 2008); NDM-1 (MIM- 1) (New Delhi metalo-βlactamase), descrita em 2008, na Índia, em um isolado clínico de K. pneumoniae, e posteriormente, sua ocorrência também foi relatada em enterobactérias na Inglaterra (Doumith et. al., 2009; Yong et. al., 2009); TMB-1 (Tripoli MBL), recuperada de um isolado clínico de P. aeruginosa detectado da Líbia (África), em 2008 (El Salabi et. al., 2009) e DIM-1 (Dutch Imipenemase), descrita em 2009 a partir de um isolado de P. stutzeri originário da Holanda (Poirel et. al., 2010). 2.5.3. Microbiologia Molecular Aplicada no Diagnóstico Clínico Numerosos ensaios moleculares foram desenvolvidos recentemente utilizando uma variedade de tecnologias para o diagnóstico molecular de doenças infecciosas. As técnicas de hibridização direta permitiram a análise de hemocultura para identificação de microrganismos. Os métodos de amplificação de genes alvos seguidos das técnicas de analises pós-amplificação usando uma variedade de tecnologias dependendo das necessidades clínicas para o ensaio. As análises de pós-amplificação incluem métodos tais como sequenciamento Sanger, pirosequenciamento, hibridização reversa e “Luminex”, que estão se tornando mais amplamente utilizada. A análise do genoma completo por sequenciamento, a espectrometria de massa e análise de DNA por “microarray” podem fornecer uma valiosa informação que pode ser utilizada especificamente para adaptar o tratamento de doenças infecciosas (Muldrew, 2009). 33 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Atualmente, existem testes moleculares disponíveis comercialmente baseados na técnica de PCR em Tempo Real utilizados como ferramenta de diagnóstico clínico para identificação de microrganismos e genes de resistência aos antimicrobianos em ICS. O Kit SeptiFast® (LightCycler®, Roche Diagnostics, Mannheim, Alemanha) apresenta a capacidade de detectar 25 diferentes microrganismos patogênicos diretamente de sangue por PCR em Tempo Real multiplex e detecção do gene de resistência mecA (Dierkes et. al., 2009). No entanto, este kit ainda não está disponível para uso em diagnóstico clínico no Brasil, podendo ser utilizado apenas para pesquisa. A identificação bacteriana tem feito grandes avanços tecnológicos e a aplicação de novas ferramentas como o “Microarray”, que realiza a detecção de DNA por hibridação em microarranjos (Al-Khaldi et. al., 2012), esta sendo uma das abordagens recentemente introduzida no diagnóstico clínico, em combinação ou não com a técnica de PCR. A principal vantagem do microarray está na ampla cobertura do DNA do patógeno, o potencial de diferenciação com precisão relacionada às espécies microbianas, e identificação simultânea de múltiplos microrganismos em uma única reação (Klouche et. al., 2008; Muldrew, 2009; Leggieri et. al., 2010). Atualmente, existe disponível um teste comercial baseado na tecnologia de DNA microarray, o “Check-Points ESBL/KPC array” (Check-Points, Wageningen, The Netherlands), que foi desenvolvido para identificar as β-Lactamases, ESβLs do tipo blaTEM, blaSHV e blaCTX-M, bem como carbapenemases do tipo blaKPC (Naas et. al., 2010), OXA-48, blaVIM, blaIMP e blaNDM (Naas et. al., 2011) e seis grupos de genes AmpC: CMY-2, MIR-1/ACT-1, DHA, ACC-1, CMY-1 (MOX-1) e FOX-1 (Bogaerts et. al., 2011). Outra recente plataforma disponibilizada comercialmente que emergiu como uma técnica poderosa e com desenvolvimento de robusto para a identificação de microrganismos foi o “MALDI-TOF” (Matrix-assisted laser 34 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA desorption/ionization time of flight mass spectrometry). A técnica baseia-se na geração de "impressões digitais" de proteínas de microrganismos que são comparadas com os espectros de referência em uma biblioteca bem caracterizadas (Dhiman et. al., 2011). Esta plataforma promete trazer este tecnologia para o laboratório de microbiologia clínica, podendo ser complementar, e, em alguns casos, substituem métodos fenotípicos. A Bruker Daltonics (Leipzig, Alemanha) recente parceria da Becton-Dickinson (BectonDickinson, Franklin Lakes, NJ) desenvolveu e comercializou um MALDI-TOF MS com banco de dados espectral de microrganismo, que foram adotadas em laboratórios clínicos na Europa Ocidental (Dekker & Branda, 2011). Além disso, a Shimadzu Corp (Kyoto, Japão) e a bioMérieux SA (Marcyl'Etoile, França) desenvolveram um MALDI-TOF MS para a identificação de microrganismos, o “MALDI-TOF MS VITEK MS system” (bioMérieux, France) (Dubois et. al., 2012). As tendências atuais no diagnóstico molecular de doenças infecciosa estão direcionadas para obter tecnologias que fornecem o maior número de informações possíveis dos microrganismos presentes em amostra clínicas, como: identificação, fatores de virulência, resistência aos antimicrobianos, determinantes que influenciam a gravidade da doença. Como resultado destes desenvolvimentos, o diagnóstico de doenças infecciosas poderá ter mais precisão e os pacientes poderão ser eficazmente tratados (Muldrew, 2009). A garantia da qualidade, controle de qualidade e questões regulatórias em órgãos governamentais como “Food and Drug Administration” (FDA) nos Estados Unidos e Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) no Brasil avaliam os testes utilizados em diagnóstico, fazendo a supervisão destes testes de laboratório como um dispositivo médico. 35 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Muitos testes moleculares foram aprovados para uso clínico de rotina em diagnóstico, e o processo de aprovação é extenso. Os testes aprovados exigem verificação laboratorial individual antes da sua utilização na rotina clínica. Os testes desenvolvidos pelo próprio laboratório, modificações de testes já aprovados e reagentes específicos para uso em diagnóstico clínico apresentam os requisitos mais rigorosos para verificação clínica e laboratorial. A exigência dos órgãos governamentais está na determinação do desempenho do ensaio, na caracterização de precisão, exatidão, sensibilidade analítica, a especificidade, e outros parâmetros. Como também na validação, demonstrando que o ensaio continua com um bom desempenho. Os reagentes, como “primers” e sondas, que fornecem a capacidade para detectar um determinado alvo em uma amostra, apresentam sua comercialização restrita, pois não podem incluir uma descrição das características do método, desempenho ou utilidade clínica e devem ser configurados como outro teste laboratorial desenvolvido (Muldrew, 2009). A supervisão e certificação por órgãos certificadores de qualidade em laboratório como o “College of American Pathologists” (CAP) e “Joint Commission” nos Estados Unidos são necessárias para laboratórios dentro de hospitais para que possam continuar utilizando os testes moleculares como diagnóstico. No Brasil, os órgãos certificadores de qualidade para laboratórios são o Proficiência em Ensaios Laboratoriais (PELM) da ControlLab, o Programa de Acreditação de Laboratórios Clínicos (PALC), e a Organização Nacional de Acreditação (ONA). 36 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.5.4. Validação de Novos Métodos Diagnósticos A implantação de um novo método de diagnóstico em laboratório clínico necessita de uma padronização experimental de vários processos chaves e o estabelecimento do desempenho do teste seguindo recomendações bem estabelecidas. A validação de um novo teste pode ser definida como comprovação, através do fornecimento de evidência objetiva de que os requisitos para uma determinada utilização ou aplicação especificamente pretendidos foram cumpridos (ISO 9000:2000). Fazem parte da validação o controle de qualidade, testes de proficiência, analise da competência do funcionário, calibração de instrumentos e correlação com achados clínicos. A verificação é definida como a comprovação, através do fornecimento de evidência objetiva de que os requisitos especificados foram cumpridos (ISO 9000:2000). Segundo o documento MM3-A2 (CLSI, 2006), a introdução da técnica como método diagnóstico deve ser iniciado com a determinação da sensibilidade analítica (limite de detecção – LoD), especificidade analítica, precisão, “cutoff” (valor de corte), sensibilidade e especificidade diagnóstica, acurácia diagnóstica, valores preditivos positivos e negativos. LoD (sensibilidade analítica) em termos é a quantidade mínima do material de referência detectado, utilizando um numero de amostras estatisticamente representativo de resultados tanto de amostras positivas com baixa concentração quanto de amostras branco, negativas. As amostras utilizadas podem ser a partir de diluições seriadas de DNA e/ou microrganismos, de preferência “contaminando” amostras clínicas sabidamente negativas conforme o documento EP17-A (CLSI, 2004). A especificidade analítica avalia dois tópicos, reação cruzada e falsos positivos. A determinação da especificidade analítica incluindo capacidade de amplificação dos alvos que serão rotineiramente amplificados e a incapacidade 37 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA de amplificação cruzada de microrganismos relacionados aos microrganismos alvo ou que possam estar presente na amostra clínica que será processada. Além disso, o teste de especificidade analítica deve incluir um número significante de controles negativos, coletados de pacientes sem história da doença que será pesquisada, com o objetivo de determinar a proporção de resultados falso-positivos que podem ser obtidos pelo uso da nova metodologia. A sensibilidade clínica ou diagnostica testa a positividade do teste na doença, é a proporção de pacientes portadores de uma doença bem definida cujos valores do teste são positivos. Pode ser calculada pela equação: verdadeiro positivo / (verdadeiro positivo + falso negativo). especificidade clínica ou diagnostica testa a negatividade na saúde, é a capacidade de um teste para identificar corretamente a ausência da doença no limiar de decisão. A equação que pode definir é: verdadeiro negativo / (verdadeiro negativo + falso positivo) segundo o documento GP10-A (CLSI,1995). A acuracia clínica é a capacidade de um teste de diagnóstico em discriminar entre dois ou mais estados clínicos. Para sua avaliação pode-se construir uma curva ROC, que qualitativamente, mostra o bom desempenho clinico do teste quando este alcança alta fração de verdadeiro positivo (FVP), sensibilidade, e obtém uma baixa fração de falso positivo (FFP), correspondente a uma alta especificidade. Os testes com alta acurácia, tem curva com pontos perto do canto superior esquerdo, onde FVP TPF são elevados e FFP FPF são baixos. Um teste com boa acuracia, dando perfeita discriminação entre os grupos afetados e não afetados, atinge um FVP TPF de 1 (100% de sensibilidade) e uma FFP FPF de 0 (100% de especificidade) com um ou mais limiares de decisão. Essa curva, então, passa pelo ponto (0, 1) no canto superior esquerdo de acordo com o documento GP10-A (CLSI,1995). 38 OBJETIVOS 3. OBJETIVOS 3.1. Padronizar a técnica de PCR em Tempo Real para pesquisa direta dos principais patógenos de infecção de corrente sanguínea e de genes de resistência aos antimicrobianos diretamente de sangue periférico coletados em frascos de hemocultura BACTEC® e tubos de EDTA K2 gel em pacientes submetidos ao transplante de células-tronco hematopoiéticas. 3.2. Avaliar a concordância da PCR em Tempo Real com os testes fenotípicos para detecção e identificação de microrganismos isolados de amostras de sangue. 3.3. Avaliar a concordância da PCR em Tempo Real para a detecção dos genes de resistência com os testes fenotípicos de sensibilidade aos antimicrobianos. 3.4. Correlacionar o resultado da PCR em Tempo Real com a adequação do uso de antimicrobianos nos pacientes submetidos à transplante de células-tronco hematopoiético. 39 MATERIAIS E MÉTODOS 4. MATERIAIS E MÉTODOS 4.1. Casuística As amostras, incluídas no presente estudo, foram provenientes de pacientes na fase de mobilização pré-transplante de células-tronco hematopoiéticas, pacientes submetidos ao transplante e também os pacientes internados com intercorrências clínicas pós-transplante que foram internados na enfermaria da Hematologia do Transplante de Medula Óssea do Hostipal São Paulo (HSP), e no Instituto de Oncologia Pediátrica (IOP), que é mantido pelo Grupo de Apoio ao Adolescente e à Criança com Câncer (GRAACC), vinculado ao setor de Oncologia do Departamento de Pediatria da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP/EPM). Durante o período de 09 de outubro de 2008 a 15 de julho de 2011 foram incluídas um total de 193 amostras de hemocultura. Deste total, 160 amostras foram dos frascos de hemocultura BACTEC® (Becton Dickinson) e 33 amostras de sangue periférico em tubos de EDTA K2 gel. Do Hospital São Paulo (HSP) foi provenientes 154 amostras de BACTEC® e 29 amostras de EDTA K2 gel. Foi incluído um total de 10 amostras do Instituto de Oncologia Pediátrica (IOP/GRAACC), das quais seis foram do frasco BACTEC® e quatro de EDTA K2 gel. 4.2. Variáveis Clínicas Os dados clínicos e epidemiológicos de cada pacientes foram coletados conforme as informações das fichas médicas em ANEXO I, preenchidas pelo serviço de racionalização de antimicrobianos de vigilância de hemocultura do HSP e IOP/GRAACC. Os dados microbiológicos da hemocultura e antibiograma foram fornecidos pelo Laboratório Central do HSP, UNIFESP. 40 MATERIAIS E MÉTODOS 4.3. Diagnóstico Microbiológico 4.3.1. Hemoculturas 4.3.1.1. Coleta de Sangue A coleta de sangue para os frascos de hemoculturas e tubos de EDTA K2 GEL foram realizadas na mesma hora, no mesmo pedido do médico assistente na presença de febre e suspeita de infecção. Na persistência da febre uma coleta adicional de hemocultura foi realizada a critério do médico assistente após 24 horas da primeira coleta. As coletas de hemocultura foram realizadas pela equipe de enfermagem seguindo normas preconizadas pelas Comissões de Controle Infecção Hospitalar (CCIH) do HSP e IOP/GRAACC. A coleta de hemocultura de cateter foi realizada em pacientes portadores de cateter venoso central (CVC), nos quais não é possível ou não está indicada à punção periférica, para coleta de amostra sanguínea. Dos pacientes adultos, foram coletados 10 mL de sangue no frasco BACTEC Plus Aerobic/F® e das crianças foram coletados cinco mL de sangue no frasco BACTEC Plus Pediatric/F®. 4.3.1.2. Processamento das Hemoculturas As hemoculturas do HSP e do IOP/GRAACC foram processadas no setor de microbiologia do Laboratório Central do Hospital São Paulo, UNIFESP. Após a coleta, os frascos de hemocultura foram processados pelo equipamento BACTEC 9240® (Becton Dickinson, Maryland, EUA), um sistema automatizado que realiza a monitorização contínua do crescimento bacteriano. O 41 MATERIAIS E MÉTODOS meio de cultura do frasco possui nutrientes que são metabolizados frente à presença de microrganismos viáveis na amostra. Esta metabolização resulta na produção de CO2 e esta alteração pode ser detectada e interpretada pelo sistema como amostra positiva. 4.3.2. Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos Após a positivação da hemocultura pelo sistema BACTEC® foi realizada um esfregaço corado pelo método de Gram, para liberação do resultado parcial da hemocultura. A semeadura da hemocultura foi realizada em meios de cultura enriquecedores e seletivos, como ágar chocolate, ágar sangue e ágar eosinometileno-blue (EMB). A identificação dos microrganismos e o teste de susceptibilidade a antimicrobianos foram realizadas pelo equipamento Phoenix® 100 (Becton Dickinson Microbiology Systems, Coceysville, Md.) utilizando os painéis PMID121, o PMID-123 e PMID-104, para Gram negativos, Gram negativos não fermentadores e Gram positivos, respectivamente. O sistema utiliza indicadores colorimétricos e fluorométricos para leitura dos testes de identificação e antibiograma. O perfil de sensibilidade das amostras realizada pelo Phoenix® 100 (Becton Dickinson Microbiology Systems, Coceysville, Md.) foi pela detecção da concentração inibitória mímina (CIM) de acordo com as recomendações do CLSI vigente na data de coleta de cada hemocultura, e foram conforme os documentos M100-S18 (CLSI, 2008), M100-S19 (CLSI, 2009), M100-S20 (CLSI, 2010), M100-S21 (CLSI, 2011). 42 MATERIAIS E MÉTODOS Através do sistema BD Phoenix também foi possível avaliar a produção de β-lactamase de espectro ampliado (ESβL) pelos testes de triagem e confirmatório, de acordo com as recomendações do M100-S18 (CLSI, 2008), M100-S19 (CLSI, 2009), M100-S20 (CLSI, 2010), M100-S21 (CLSI, 2011). O teste de triagem avaliou as drogas cefpodoxima (0,5 g/mL), ceftazidima (0,5 g/mL) e cefepima (2 g/mL), seguidas pelo teste confirmatório que utilizou as drogas combinadas: ceftazidima/ácido clavulânico (0,125/4 g/mL), ceftriaxona/ácido clavulânico (0,25/4 g/mL) e cefotaxima/ácido clavulânico (0,25/4 g/mL). Para a validação do lote do painel e para o controle de qualidade desses testes foram incluídas as amostras de E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853 e K. pneumoniae ATCC 700603 que foi incluída como controle positivo para avaliar a acurácia do sistema para a detecção de ESβL. Todos os frascos de hemocultura BACTEC® positivos e negativos, em estudo, foram encaminhados ao Laboratório Especial de Microbiologia Clínica LEMC da Disciplina de Infectologia da UNIFESP, para a realização das metodologias moleculares. 4.4. Diagnóstico Microbiológico Molecular 4.4.1. Padronização da PCR em Tempo Real 4.4.1.1. Preparação das Amostras Controles e Amostras Clínicas Para a padronização das técnicas de PCR em Tempo Real foram utilizadas cepas bacterianas e leveduras padrão ATCC (“American Type Collection Culture”), preferencialmente, e cepas controles que apresentam genes de resistências e que foram, gentilmente, cedidas por outros grupos de pesquisas e que estão armazenadas no banco de microrganismos do LEMC 43 MATERIAIS E MÉTODOS (Tabela1). As amostras clínicas controles negativas foram coletas de 30 voluntários profissionais de saúde da Disciplina de Infectologia da UNIFESP. Todas as amostras bacterianas foram recuperadas em ágar sangue de carneiro (5%) ou ágar chocolate após incubação por 24 horas em atmosfera aeróbia ou microaerófila. As cepas de fungos e leveduras foram recuperadas em ágar Sabouraud. As amostras controles de resistência aos antimicrobianos foram semeadas em meios de cultura acrescidos de antimicrobianos indutores do mecanismo de resistência presente em cada bactéria. Os controles positivos foram preparados por contaminação do meio de cultura do frasco BACTEC®, sangue periférico em EDTA K2 gel (BD, Franklin Lakes, NJ, USA), e solução salina, por bactéria e fungos referenciados na Tabela 1, correspondendo à escala 0,5 de McFarland. A partir desta escala foram preparados tubos com diluições 10 vezes seriadas. Para fungos filamentosos, os controles positivos foram contaminados e depois do DNA extraído foi quantificado no equipamento NanoDrop® ND-1000 (NanoDrop Technologies, Inc., Delaware USA). O DNA do microrganismo presente na corrente sanguínea de cada paciente foi obtido a partir de 3 a 10 mL de sangue de veia periférica colhidos em tubo com EDTA K2 gel, bem como a partir dos frascos de hemocultura depois de detectados pelos sistemas automatizados. 4.4.1.2. Extração de DNA 4.4.1.2.1. Extração do DNA Direto dos Frascos de Hemocultura Para a extração do DNA foram aliquotados, em um tubo de dois mL estéril, 500 µL do frasco de hemocultura do sistema BACTEC® em 500 µL de brazol. Em 44 MATERIAIS E MÉTODOS seguida foram adicionados 300 mg esferas de vidro 0,5 mm diâmetro (Scientific Industries, Inc.) e agitados por 10 minutos (min.) no desrupitor de células modelo Genie (Scientific Industries, Inc.). Após este tempo, foram acrescentados 180 µL de clorofórmio gelado e a mistura homogeneizada por cinco segundos no vortex. A solução foi centrifugada a 20.000 g por 12 min a 8 ºC. O sobrenadante foi retirado e transferido para outro tubo contendo 500 µL de etanol gelado que foram agitados 3 a 5 segundos no vortex e centrifugado a 20.000 g por 12 min. a 8 ºC. O sobrenadante foi retirado e foram adicionados 500 µL de etanol gelado e centrifugados 20.000 g por 12 min. a 8 ºC. O sobrenadante foi retirado e foram adicionados 50 µL de água MilliQ. O tubo foi colocado a 65 ºC por 30 minutos. 4.4.1.2.2. Extração do DNA Direto dos Tubos com EDTA K2 Gel A partir dos tubos de EDTA K2 gel, um volume de 1,5 mL de sangue foi aliquotado em um tubo de 2 mL estéril, a esse volume foram adicionados 300 mg esferas de vidro de 0,5 mm diâmetro (Scientific Industries, Inc.) e agitados por 10 minutos no desrupitor de células modelo Genie (Scientific Industries, Inc.). Uma alíquota de 1 mL foi transferida para um novo tubo e a extração do DNA foi realizada pelo kit QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Hilden, Alemanha), de acordo com as instruções do fabricante. Os reagentes proteinase K, buffer AL e etanol foram adicionados proporcionalmente ao volume da amostra de sangue periférico, conforme instruções do fabricante. Foram pipetados 100 μL de proteinase K no fundo de um tubo no qual logo em seguida, foi adicionado 1mL de sangue. Em seguida foram adicionados 1000 μL do buffer AL e homogeneizados no vortex por 15 segundos. O tubo foi incubado a 56°C por 10 minutos e depois centrifugado (spin) para remover as gotículas da tampa do tubo de microcentrífuga. Logo após, foram adicionados 1000 μL de etanol (96-100%). Uma alíquota foi então transferida para um tubo de coluna acoplado ao tubo de 45 MATERIAIS E MÉTODOS coleta de 2 mL e centrifugado a 6.000 x g por 1 minuto. O tubo acoplado foi descartado e outra alíquota foi transferida para o mesmo tubo de coluna, que foi novamente centrifugado. O tubo acoplado foi descartado e foram adicionados 500 μL do buffer AW1, centrifugados a 6.000 x g por 1 minuto e depois disso o tubo acoplado foi descartado. Foram adicionados 500 μL do buffer AW2, centrifugados a 20.000 x g por 3 minutos e o tubo da coluna foi transferido para um tubo limpo. Foram adicionados 50 μL do buffer AE, o tubo foi incubado a temperatura ambiente (15-25°C) por 5 minutos e centrifugado a 6.000 x g por 1 minuto. Tabela 1: Relação dos microrganismos controles positivos utilizados na padronização das reações de PCR em Tempo Real. Microrganismo Linhagem Acinetobacter baumannii ATCC 19606 Acinetobacter calcoaceticus ATCC 33305 Aspergillus flavus Amostra clínica Aspergillus fumigatus Amostra clínica Aspergillus parasiticus Amostra clínica Burkholderia cepacia Amostra clínica Candida albicans ATCC 90028 Candida krusei ATCC 6258 Candida parapsilosis ATCC 22019 Candida tropicalis ATCC 750 Enterobacter aerogenes ATCC 13048 Enterobacter cloacae Controle blaVIM Enterococcus avium ATCC 35665 Enterococcus casseliflavus ATCC 700327 Enterococcus durans ATCC 6056 Enterococcus faecalis ATCC 29212 Enterococcus faecium ATCC 700221 vanA 46 MATERIAIS E MÉTODOS Microrganismo Linhagem Enterococcus faecalis Controle vanB Enterococcus faecalis ATCC 700802 Escherichia coli ATCC 25922 Fusarium solani Amostra clinica Klebsiella pneumoniae ATCC 700603 Klebsiella pneumoniae Controle blaTEM, SHV, CTX, KPC (A28005) Proteus mirabilis ATCC 29245 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 Pseudomonas aeruginosa Controle blaSPM (P1088) Pseudomonas aeruginosa Controle blaIMP Pseudomonas aeruginosa Controle blaVIM Rhizopus sp Amostra clínica Rhodotorula sp Amostra clínica Salmonella sp Amostra clínica Serratia marcescens Amostra clínica Shigella flexineri ATCC 12022 Staphylococcus aureus ATCC 25923 Staphylococcus aureus ATCC 43300 mecA Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 Staphylococcus haemolyticus ATCC 29968 Staphylococcus saprophyticus ATCC 15305 Staphylococcus warneri Amostra clínica Stenotrophomonas maltophilia Amostra clínica Streptococcus mitis Amostra clínica Streptococcus pneumoniae ATCC 49619 Streptococcus pyogenes ATCC 18615 Streptococcus viridans Amostra clínica ATCC -American Type Collection Culture 4.4.1.3. Iniciadores e Sondas TaqMan-MGB Os iniciadores e sondas TaqMan para identificação dos principais patógenos utilizados neste estudo foram desenhados para os genes espécies47 MATERIAIS E MÉTODOS específicas no software “Primer Express” v2. 0 (Applied apresentados na Tabela 2. Para Biosystems, CA) os microrganismos Mycobacterium tuberculosis, (Desjardin et. al., 1998), Aspergillus spp. (Luong et. al., 2011), Fusarium spp. (Hue et. al., 1999), Candida albicans (Guiver et. al., 2001), Gram positivo e Gram negativo (Bispo et. al., 2011) foram utilizados iniciadores e sondas já descritos anteriormente. Os iniciadores utilizados para controle interno e os genes de resistência blaKPC, blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB e mecA e 18S rDNA para fungos já foram descritos anteriormente e estão apresentados na Tabela 2. As sequências dos genes específicos para cada microrganismo foi obtida do GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/) e alinhadas usando o programa DNASTAR (Lasergene Software Package DNASTAR, Wisconsin, EUA). Todos os iniciadores e sondas foram testados em relação à sua especificidade no programa BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/) e demonstraram ser específicos para cada uma de suas finalidades. Tabela 2: Lista de iniciadores e sondas TaqMan para amplificação da região codificadora dos genes de resistência aos antimicrobianos, controle interno e genes espécie-especificos para a identificação dos microrganismos. Iniciadores e Sondas Sequencia (5’3’) Acinet-F TGGACTCGGTAGCTGCACTTAC Acinet-R CCCATATGAGAGTCACCCATCTC Acinet-PB CCTAAAGCAGAAATCGAA Enteroco-F AGAAATTCCAAACGAACTTG Enteroco-R CAGTGCTCTACCTCCATCATT Enteroco-PB TCTCTCCGAAATAGCTTTAG Microrganismo ou Resistência aos Antimicrobianos Acinetobacter baumannii Gene Número de acesso GenBank e Referências recA GU 942487.1 Este estudo AF 35185 Enterococcus spp. groES Este estudo 48 MATERIAIS E MÉTODOS Iniciadores e Sondas Sequencia (5’3’) Microrganismo ou Resistência aos Antimicrobianos Ecoli-F GCCGGGAAAAGTGTACGTATCA Ecoli-R CGGGATAGTCTGCCAGTTCAG Ecoli-PB CGTTTGTGTGAACAAC Enterob-F CATGATGGAGCTGATCCGTAAC Enterob-R CCCGCAAATACGGAGTAACC Enterob-PB TCGCGATCGAGCACT Kpneu-F GATTTAATCGCAACACGCATGA Kpneu-R TTCTCCCGAAAATGAGACACTTC Kpneu-PB CCTGGGTATGCTATAT Paer-F ACGACGGTCATGGGCAACT Paer-R GTGATAGTAGCCGGAGTAGTAGCTGT Paer-PB AAGCTGCTCTCGGAACAGGT Sal-F CGTTTCCTGCGGTACTGTTAATT Sal-R ACGGCTGGTACTGATCGATAA Sal-PB CCACGCTCTTTCGTCTGG Saur-F AGCTGGCTTAGCGTATATTTATGCT Saur-R GCAACTTTAGCCAAGCCTTGA Saur-PB AATGGTAAACAAAGCTTTAG SCN-F CCCAATCATTTGTCCCACCTT SCN-R CCGAAGGTGGAGTAAC coagulase SCN-PB ACGGCTAGCTCCAAAT negativo Spneu-F CACGGCTCACAGCATGGA Spneu-R AGAATTCCCTGTCTTTTCAAAGTCA Spneu-PB CTCAAGGTCAAGTTTGGT Smarc-F CCGTCGCGGTGCTGAT Smarc-R CCTGGTTGAGGTAGGACAGGAT Smarc-PB GATGAAGAAGGTAAAGAGA Steno-F TTGCCACTGCGCGTGTA Steno -R TGTCGTCGAACTTCAGTTTTGAA Steno -PB CTTGTTGCCGAAGCCT Mtuber-F GGCTGTGGGTAGCAGACC Mtuber-R CGGGTCCAGATGGCTTGC Mtuber-PB Pmira-F TGTGGGTAGCAGACCTCACCTATGTGTC GA CCTGCGTGATGGTAACAATGA Pmira1-R GCAGCTTCAGATGCAGAACCT Pmira1-PB TCTGAACTTTGCTGCTTATT Asperg-F GTGGAGTGATTTGTCTGTTAATTG Asperg -R TCTAAGGGCATCACAGACCTGTT Asperg -PB CGGCCCTTAAATAGCCCGGTCCG Fusar-F AGTATTCTGGCGGGCATGCCTGT Fusar-R ACAAATTACAACTCGGGCCCGAGA Calbic-F GGGTTTGCTTGAAAGACGGTAGT Calbic-R TTGAAGATATACGTGGTGGACGTTTG Calbic-PB TAAGCCATTGTCAAAGCGATC Candsp-F CTCGTAGTTGAACCTTGG Gene Número de acesso GenBank e Referências uidA AM 180568.1 Escherichia coli Este estudo Enterobacter cloacae atpD DQ 859777.1 Este estudo Klebsiella pneumoniae hemolysin AF 293352.1 Este estudo Pseudomonas aeruginosa regA EU 342000.1 Este estudo invA Salmonella spp. Staphylococcus aureus U 43272 Este estudo nuc EF 529608.1 Este estudo Staphylococcus Streptococcus pneumoniae rrs gi 281296180 Este estudo GU 968411.1 ply Este estudo Serratia marcescens crp AF 276243.1 Este estudo metB 6365181 S. maltophilia Este estudo Mycobacterium tuberculosis IS 6110 X 52471 Desjardin et al, 1998 Proteus mirabilis mrpA Z 32686 Este estudo Aspergillus spp. 18S rDNA AF 548061 Luong et al, 2011 Fusarium spp. Hue et al, 1999 FJ 159679.1 Candida albicans 18S rDNA Guiver et al, 2001 Candida spp. 18S GU 562348.1 49 MATERIAIS E MÉTODOS Iniciadores e Sondas Sequencia (5’3’) Microrganismo ou Resistência aos Antimicrobianos Candsp-R GCCTGCTTTGAACACTCT Candsp-PB TTTGATGCGTACTGGACCC NFW-F GACTCCTACGGGAGGC 522Rv-R GCGGCTGCTGGGAC GP-PB CTGAYSSAGCAACGCCGCG Gram positivo GN-PB CCTGAYSCAGCMATGCCGCG Gram negativo HFE_ F GATGACCAGCTGTTCGTGTTC HFE_R CCACATCTGGCTTGAAATTCT NS5 AACTTAAAGGAATTGACGGAAG NS6 GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC blaSHV-F ATGCGTTATACGCCTGTG blaSHV-R TGCTTTGTATTCGGGCCAA blaTEM-F TGCCGCATACACTATTCTCAGAATGA blaTEM-R ACGCTCACCGGCTCCAGATTTAT blaCTX-F ATGTGCAGYACCAGTAARGTKATGGC blaCTX-R blaKPC-F TGGGTRAARTARGTSACCAGAAYCAGCG G ATGTCACTGTATCGCCGTCTAGTTC blaKPC-R CAATCCCTCGAGCGCGAGTC blaIMP-F GAATAG(A\G) (A\G)TGGCTTAA(C\T)TCTC blaIMP-R CAAAC(C\T)ACTA(G\C)GTTATC blaVIM-F GTTTGGTCGCATATCGCAAC blaVIM-R AATGCGCAGCACCAGGATAG blaSPM-F CTAAATCGAGAGCCCTGCTTG blaSPM-R CCTTTTCCGCGACCTTGATC mecA-F AAAACTAGGTGTTGGTGAAGATATACC mecA-R GAAAGGATCTGTACTGGGTTAATCAG vanA-F GGGAAAACGACAATTGC vanA-R GTACAATGCGGCCGTTA vanB-F ATGGGAAGCCGATAGTC vanB-R GATTTCGTTCCTCGAC Gene Número de acesso GenBank e Referências rDNA Este estudo 16S rDNA Bispo et al, 2011 HFE NM 139004.2 18S rDNA White et al, 1990 blaSHV Monteiro et al, 2009 Este estudo Fungo Cefalosporina Monstein et al, 2007 blaTEM Cefalosporina Monteiro et al, 2009 Monstein et al, 2007 blaCTX Cefalosporina Monteiro et al, 2009 Monstein et al, 2007 blaKPC Carbapenen EU 784136 Monteiro et al, 2009 blaIMP Mendes et al, 2007 blaVIM Mendes et al, 2007 Carbapenen Carbapenen blaSPM Carbapenen AJ 492820 Mendes et al, 2007 mecA Zhang et al, 2005 vanA Dutka-Malen et al, 1995 vanB Dutka-Malen et al, 1995 Metilicina Glicopeptídeo Glicopeptídeo F - Iniciador Sense; R - Iniciador Anti-sense e PB - Sonda TaqMan 4.4.1.4. Amplificação por PCR em Tempo Real A amplificação da reação de PCR em Tempo Real foi realizada no equipamento 7500 Real Time PCR System (Applied Biosystems, CA) utilizando o Kit Platinum SYBR Green PCR em Tempo Real Super Mix (Invitrogen, California, EUA) e TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystems, Foster City, EUA). As condições de termociclagem foram: 2 minutos a 50°C, seguidos de 10 50 MATERIAIS E MÉTODOS minutos a 95°C e 45 ciclos de 15 segundos a 95°C e 1 minuto a 60°C. Todos os iniciadores testados para a PCR em Tempo Real utilizando o fluoróforo SYBR Green foram submetidos à análise da curva de desnaturação (melting curve) para garantir a correta amplificação de cada conjunto de iniciador e assim, determinar a temperatura de desnaturação (Tm - Temperatura de melting) dos produtos de PCR para cada gene. O ciclo de dissociação dos produtos para a curva de desnaturação (melting curve) foi: 95°C por 10 minutos, seguidos por 40 ciclos de 40 segundos a 95°C, 1 minuto a 60°C, e uma etapa para realização da curva de desnaturação que variou de 68°C até 95°C, com aumento gradual na temperatura de 0,5°C/s. Dessa forma, foi determinada a temperatura de desnaturação (Tm) dos produtos de PCR dos genes analisados. Tanto para o sistema SYBR Green quanto para o sistema TaqMan foi avaliado o Ct em que ocorreu a detecção da positividade. A triagem das amostras positivas para os microrganismos foi realizada primeiramente pela PCR em Tempo Real pelo sistema TaqMan utilizando os iniciadores ‘genéricos’ para os genes 16S rDNA para bactérias e sondas Gram especificas, que diferenciam os bactérias em Gram positivas e Gram negativas. E pela PCR em Tempo Real por SYBR Green para fungos com iniciadores ‘genéricos’ para o gene 18S rDNA. Depois disso, as amostras com resultados positivos foram encaminhadas para outra reação de PCR em Tempo Real com sondas espécie-especificas para cada microrganismo. Assim, foi possível otimizar as reações de PCR em Tempo Real pelo sistema TaqMan, direcionando para as reações para bactérias ou para as reações para fungos. 4.4.1.5. Eficiência da PCR em Tempo Real A eficiência (E) das reações para os protocolos de PCR em Tempo Real foi calculada após construção de uma curva padrão utilizando a fórmula: E = 10(- 51 MATERIAIS E MÉTODOS 1/-slope) -1, onde E = eficiência, “slope” = inclinação da curva no 7500 Software v2. 0.4 . O valor corresponde à eficiência da reação em porcentagem quando multiplicado por 100. As curvas foram avaliadas por um ensaio com as amostras em triplicata. A regressão linear foi construída com o mínimo de cinco pontos e foram avaliadas as diferenças intra ensaio, com intervalo de confiança de 95%. Para determinar a eficiência da PCR em Tempo Real foram utilizadas cepas controles, para os genes espécie-especificos foram utilizadas cepas ATCC ou amostras clinicas caracterizadas, e os genes de resistências foram realizados com cepas cedidas gentilmente por outros grupos de pesquisas e que estão armazenadas no banco de microrganismos do LEMC. Todas as amostras bacterianas foram recuperadas em ágar sangue de carneiro (5%) após incubação por 24 horas em atmosfera aeróbia ou microaerófila. Os respectivos controles utilizados para os genes encontram-se na Tabela 1. O limite mínimo de detecção de DNA para o gene HFE foi avaliado utilizando DNA extraído dos frascos BACTEC®. Estes foram diluídos a partir de 10 ng/µL até 100 fg/µL. Em um tubo contendo 4 mL de salina foi preparada uma suspensão bacteriana na escala 0,5 de McFarland (1,5 x 108 UFC/mL). Um mL da solução foi transferida para tubo de 2 mL estéril e assim foi extraído o DNA bacteriano por fervura, 10 minutos a 100°C e centrifugado a 16.000g por 5 minutos. O sobrenadante foi transferido para um tubo de 2 mL estéril. Para a preparação das amostras para a curva padrão, foi realizada uma diluição seriada de 10-1 a 10-7 a partir do tubo da escala 0,5 de McFarland (1,5 x 108 UFC/mL) para cada gene testado. Para a padronização as curvas foram realizadas em triplicata. 52 MATERIAIS E MÉTODOS 4.4.2. Validação de Novos Métodos de Diagnóstico 4.4.2.1. Especificidade Analítica A determinação da especificidade analítica foi abordada em dois aspectos: reação cruzada e falsos positivos, conforme o documento MM3-A2 (CLSI, 2006). Foram avaliadas a capacidade de amplificação dos alvos amplificados e a incapacidade de amplificação cruzada de microrganismos relacionados aos microrganismos alvo (Tabela 1). Uma reação contendo todos os reagentes, com exceção do DNA da amostra, também foi utilizada como controle negativo. 4.4.2.2. Determinação do Limite do Branco (LoB) ou “cutoff” A determinação do Ct do Limite do Branco (LoB) ou “cutoff point” foi realizada usando amostras negativas. O “cutoff”, limiar o qual um resultado abaixo dele é relatado como positivo e acima como negativo, foi calculado de acordo com os documentos EP12-A2 (CLSI, 2008), EP17-A (CLSI, 2004) e Chandelier e colaboradores (2010). Para dados paramétricos com distribuição dos Ct das amostras negativas correspondentes a uma distribuição normal, com 95% de confiabilidade e valor de α de 5%, o LoB foi calculado pela equação: LoB = µCtN + 1.645 σCtN (CtN= Ct das amostras negativas). Para dados não paramétricos com distribuição não correspondente a distribuição normal e resultados quando truncado com zero, foi considerado p = (100-α) = 95. Os valores mensurados foram ordenados de acordo com o resultado e o percentil foi estimado pela observação dos valores classificados. O LoB foi determinado pela posição do Ct correspondente aos 95 percentiis pela equação: LoB = PctB (100-α), no qual LoB = NB (p/100) + 0,5. 53 MATERIAIS E MÉTODOS Quando o valor da posição não for um valor inteiro, para o cálculo da posição dos 95 percentiis, foi realizada a interpolação linear. Se a posição foi X1,5 a posição foi a média entre duas posições. Se a posição dos 95 percentil corresponder a uma posição X1,25 , a posição foi calculada como X1 + 0,25 (X2 – X1). O ciclo de “cutoff” foi determinado a partir do Ct de amostras negativas. Os valores de Ct determinado pelas amostras negativas puderam ser considerados quando determinados e quando foram “undetermined” os resultados do Ct foram considerados como valores Ct correspondentes a 40, ou seja, o último ciclo da PCR usando o método em tempo real (Chandelier et. al., 2010). 4.4.2.3. Determinação do Limite de Detecção - LoD (Sensibilidade) Para métodos laboratoriais de análises clínicas foi conforme o CLSI, no qual o limite inferior de detecção pode ser determinado conforme o documento EP17-A (CLSI, 2004). Foi sugerido para determinar o LoD um número mínimo de 60 resultados de amostras positivas com baixa concentração. O limite inferior de detecção das reações de PCR foi obtido pela equação: LoD = LoB + cβ SDS (LoD – limite de detecção; LoB – limite do branco; cβ – derivado do percentil de 95% da distribuição padrão Gaussiana e fator de correção e SDS – desvio padrão estimado para a população). 4.4.2.4. Acurácia Clínica A acurácia clínica para a PCR em Tempo Real foi determinada pela curva ROC. Foi utilizado como amostras controles negativo um total de 30 amostras 54 MATERIAIS E MÉTODOS em um pool de três amostras por frasco de hemocultura BACTEC® e 30 amostras em tubos de EDTA K2 GEL com um pool de três amostras provenientes de 30 profissionais da saúde sem a doença. A Curva de Características de Operação do Receptor (Curva ROCReceiver Operating Characteristic) demonstra a relação normalmente antagônica entre a sensibilidade e a especificidade dos exames que apresentam resultados contínuos. É uma ferramenta poderosa para medir e especificar problemas no desempenho do diagnóstico em medicina por permitir estudar a variação da sensibilidade e especificidade para diferentes valores de corte. A sensibilidade e a especificidade dependem muito do ponto de corte (“cutoff”) entre os resultados positivos e negativos. A Curva ROC mostra um gráfico de sensibilidade (ou taxa de verdadeiros positivos) versus taxa de falsos positivos. O valor do ponto de corte é definido com um valor que pode ser selecionado arbitrariamente pelo pesquisador entre os valores possíveis para a variável de decisão, acima do qual o paciente é classificado como positivo (teste positivo, paciente com a doença) e abaixo do qual é classificado como negativo (teste de diagnóstico negativo, ausência de doença). Para cada ponto de corte são calculados valores de sensibilidade e especificidade, que podem então serem dispostos no gráfico. Um classificador perfeito corresponderia a uma linha horizontal no topo do gráfico, porém esta dificilmente será alcançada. Na prática, curvas consideradas boas estarão entre a linha diagonal e a linha perfeita, onde quanto maior a distância da linha diagonal, melhor o sistema. A linha diagonal indica uma classificação aleatória, ou seja, um sistema que aleatoriamente seleciona saídas como positivas ou negativas, como jogar uma moeda para cima e esperar cara ou coroa. Finalmente, a partir de uma curva ROC, devemos poder selecionar o melhor limiar de corte para obtermos o melhor desempenho possível. 55 MATERIAIS E MÉTODOS 4.4.2.5. Concordância entre Testes Fenotípicos e PCR em Tempo Real Para avaliar a concordância entre os testes fenotípicos e PCR em Tempo Real todos os valores de Ct foram considerados, incluindo também as amostras que apresentaram resultado de PCR não detectado após considerar o Ct do LoD. 4.4.2.5.1. Concordância da Identificação Bacteriana entre Teste Fenotípico e PCR em Tempo Real A proporção de concordância entre os resultados da PCR em Tempo Real para o gene 16S rDNA e aos resultados do sistema automatizado Phoenix®, e PCR em Tempo Real dos genes espécie especifico e sistema automatizado Phoenix®, e entre os resultados dos frascos de BACTEC® e EDTA K2 GEL foram estabelecidos pelo cálculo do coeficiente Kappa (K). O Kappa é uma medida de concordância inter-observador que mede o grau de concordância além do que seria esperado tão somente pelo acaso. Esta medida de concordância tem como o valor máximo o “1”, valor que representa o máximo de concordância e o “0” que indica ausência de concordância. Um eventual valor de Kappa menor que zero sugere que a concordância encontrada foi menor do que aquela esperada por acaso. Sugere, portanto, discordância, mas seu valor não tem interpretação como intensidade de discordância (Feinstein et. al., 1990). A Tabela 3 mostra as categorias do índice Kappa. 56 MATERIAIS E MÉTODOS Tabela 3: Categorias do Índice Kappa k Grau de Concordância 0,00 Ruim 0,00 – 0,20 Fraco 0,21 – 0,40 Razoável 0,41 – 0,60 Moderado 0,61 – 0,80 Boa 0,81 – 0,99 Ótimo 1,00 Perfeito Fonte: Landis e Koch apud Everitt (1992, p. 149). 4.4.2.5.2. Concordância da Resistência aos Antimicrobianos entre Teste Fenotípico e PCR em Tempo Real A concordância entre aos resultados do sistema automatizado Phoenix® e os resultados da PCR em Tempo Real para a detecção da resistência aos antimicrobianos foi calculada em porcentagem para os resultados dos frascos de hemocultura BACTEC®. 4.4.2.5.3. Medidas de Eficácia Diagnóstica Os valores preditivos positivos (VPP) e negativos (VPN) foram calculados como medidas de eficácia diagnóstica da PCR em Tempo Real para o gene 16S rDNA em relação aos resultados do sistema automatizado de identificação Phoenix® (padrão ouro). 57 MATERIAIS E MÉTODOS 4.5. Correlação dos Resultados de Liberação pelo Método Fenotípico e do PCR em Tempo Real com a Adequação do Uso de Antimicrobianos nos Pacientes Submetidos à TCTH Foram utilizados os critérios de adequação do serviço de hemocultura do HSP e IOP/GRAACC. A adequação da antibioticoterapia foi avaliada por dois médicos e definida como terapia adequada quando a bactéria foi sensível “in vitro” ao antimicrobianos em uso, terapia inadequada quando o microrganismo foi resistente “in vitro” aos antimicrobianos em uso ou o paciente não estava em uso de nenhum antimicrobiano, e terapia corrigida quando a antibioticoterapia foi adequada até 48 horas após a coleta da hemocultura, se ocorrer adequação após 48h, foi considerado inadequado. As informações dos pacientes foram coletadas pelas fichas médicas (ANEXO I) preenchidas por este serviço: Antibioticoterapia antes da coleta da hemocultura; modificação da antibioticoterapia após o resultado da coloração de Gram dos frascos positivos pelo sistema BACTEC® e adequação da antibioticoterapia após o resultado final da hemocultura. 4.6. Detecção dos Microrganismos por Sequenciamento de DNA A reação de sequenciamento foi padronizada para os genes 16S rDNA e 18S rDNA pela técnica de PCR, seguida pela reação de sequenciamento dos respectivos produtos amplificados. Os iniciadores para o gene 16S rDNA, fita sentido 5' ATGCAAGTCGAGCGAAC 3’ e fita anti-sentido 5’TGTCTCAGTTCCAGTGTGGC 3’; e para o gene 18S rDNA, fita sentido 5’ TCCGTAGGTGAACCTGCG 3’ e fita anti-sentido 5’ 58 MATERIAIS E MÉTODOS TCCTCCGCTTATTGATATGC 3’ (Einsele et. al., 1997; Van de Peer et. al., 1996). As condições de termociclagem para a reação de PCR para o gene 16S rDNA foram: 10 minutos a 95 C, seguidos por 35 ciclos de 1 minuto a 94 C, 1 minuto a 58 C, 3 minutos a 72 C, e o produto amplificado foram de aproximadamente 500pb. Para o gene 18S rDNA a ciclagem da PCR foi de 5 minutos a 94 C, seguidos por 38 ciclos de 15 segundos a 94 C, 45 segundos a 56 C, 2 minutos a 70 C, foram obtidos produtos de 600 pb. Os produtos amplificados das reações de PCR foram purificados utilizando-se a ExoSAP-IT® (UBS Corporation, Cleveland, Ohio, USA), antes de serem submetidas às reações de sequenciamento conforme as instruções do fabricante. As reações de sequenciamento para os produtos de PCR purificados e quantificados foram realizadas segundo a técnica de Sanger e colaboradores (1977). Após a purificação, a reação de sequenciamento foi realizada em dois tubos de microcentrífuga, utilizando-se de 2 L de DNA. Em cada tubo contendo essa quantidade de DNA foram adicionados 2 L dos iniciadores (1,6 M) (senso em um tubo e anti-senso em outro), 2 L do tampão de sequenciamento, 2 L de água destilada e 2 L do kit de sequenciamento “Big Dye terminator” (BigDye™ Terminators v3.1 - Cycle Sequencing Kit - Applied Biosystems - ABI PRISM®, Califórnia, EUA). A seguir, os tubos foram homogeneizados e colocados no termociclador para a reação de sequenciamento. A termociclagem utilizada foi de 96 C por 1 minuto, seguido de 35 ciclos de 96 C por 10 segundos, 50 C por 30 segundos e 60 C por 4 minutos. Após o término da reação de sequenciamento, o produto foi precipitado para eliminação dos d-dNTPs marcados não incorporados à reação. A precipitação da reação de sequenciamento foi realizada utilizando 40µL de 59 MATERIAIS E MÉTODOS isopropanol 75% (concentração final de 60%). Depois de adicionado o isopropanol, o produto foi deixado em temperatura ambiente por no mínimo 20 min. Em seguida, o produto foi centrifugado por 25 min. a 13000 RPM (tubos) ou 45 minutos a 4000 RPM (placas). O isopropanol foi removido invertendo o tubo ou a placa. Foram adicionados 200 µL de etanol 70%, e a mistura foi centrifugada por 5 min. a 13000 RPM (tubos) ou 5 min. a 4000 RPM (placas). Todo o etanol foi removido (com pipeta apoiando ponteira do lado oposto ao do “pellet” ou fazendo “spin” invertido com a placa), pois qualquer etanol residual resulta em manchas fluorescentes. As amostras foram secas em placa quente ou no ar. O “pellet” foi ressuspenso em 10 a 20 µL de formamida Hi-Di. A eletroforese capilar foi realizada no equipamento ABI PRISM® 3100 “Genetic Analyzer” ou ABI PRISM® 3100-Avant “Genetic Analyzer” ou ABI PRISM® 3130 Genetic Analyzer para a leitura das sequências. Após a leitura, o resultado foi analisado, editado e comparado às sequências consenso da biblioteca para identificação positiva e classificação taxonômica pela análise do segmento dos genes e pesquisas em programas incluindo “BLAST”. 60 RESULTADOS 5. RESULTADOS 5.1. Casuísticas Amostras Clínicas Um total de 193 amostras foi estudado, das quais 160 amostras de frascos de hemocultura BACTEC® e 33 amostras de sangue periférico coletados em tubos de EDTA K2 gel. Desse total, 154 amostras de frascos de BACTEC® e 29 amostras de sangue periférico em tubos de EDTA K2 gel foram provenientes de pacientes do Hospital São Paulo (HSP), seis amostras de BACTEC® e quatro de tubos de EDTA K2 gel do Instituto de Oncologia Pediátrica (IOP/GRAACC). No HSP, as amostras dos frascos de hemocultura BACTEC® foram coletadas de 28 pacientes e as amostras de tubos de EDTA K2 gel foram provenientes de 17 pacientes. As amostras de frascos BACTEC® do IOP/GRAACC foram provenientes de cinco pacientes e as de EDTA K2 gel foram de quatro pacientes diferentes e estão apresentados na Tabela 16 em anexo II. 5.2. Variáveis Clínicas Para a análise das variáveis clinicas foram avaliadas 160 amostras de frascos de hemocultura BACTEC®. Deste total foram identificadas 127 negativas e 33 positivas pelo sistema automatizado BACTEC®. Estas amostras foram provenientes de 33 pacientes na fase de mobilização pré-transplante de célulastronco hematopoiéticas, pacientes submetidos ao transplante e também todos os pacientes internados com intercorrências clínicas pós-transplante. Dos 33 pacientes, 28 (85,3%) foram admitidos na enfermaria da Hematologia do HSP e 61 RESULTADOS cinco (14,7%) no serviço de transplantados de medula óssea do IOP/GRAACC. Em relação ao sexo, 45,45% (15/33) dos pacientes eram do sexo feminino e 54,54% (18/33) do sexo masculino. A idade média foi de 36,78 anos, sendo a idade máxima de 69 anos e a mínima de um ano. Nove dos 33 pacientes estavam na fase de mobilização pré-transplante. Todos os pacientes do presente estudo estavam fazendo uso de drogas imunossupressoras e apresentaram febre ou hipotermia, sendo que 15 deles (75%) estavam neutropênicos no momento em que foram coletadas as culturas (Tabela 10). Em relação à doença hematológica de base, o diagnóstico mais prevalente foi Leucemia Mielóide Aguda (7/33); seguido de Mieloma Múltiplo (6/33) e Linfoma não – Hodgkin (6/33); Leucemia Linfocítica Aguda (4/33); Síndrome Mielodisplásica (2/33) e Linfoma Hodgkin (2/33); Leucemia Linfocítica Crônica (1/33), Adenodistrofia (1/33), Síndrome de Ewing (1/33); Carcinoma de Pineal (1/33), Aplasia medular (1/33) e Tumor de testículo (1/33) (Figura 1). Nos 14 pacientes com hemocultura positiva foram observados 15 episódios de infecção de corrente sanguínea. Em 10 dos episódios (53,3%) estavam presentes apenas bactérias Gram positivas; em sete (33,3%) apenas bactérias Gram negativas e em dois episódios (13,4%) estavam presentes dois tipos de bactérias. Entre as bactérias Gram positivas, Staphylococcus coagulase negativa foi o mais prevalente. A prevalência de cada microrganismo está apresentada nas Figuras 2 e 3. Nenhuma cultura pelo sistema automatizado BACTEC® foi positiva para fungos. 62 RESULTADOS Figura 1 - Distribuição das doenças hematológica de base. 5.3. Diagnóstico Microbiológico 5.3.1. Identificação Bacteriana Fenotípica e Teste de Susceptibilidade aos Antimicrobianos No presente estudo foram avaliadas 160 amostras de frascos de hemocultura BACTEC®. Desse total, 127 amostras foram identificadas como negativas e 33 amostras como positivas pelo sistema automatizado Phoenix® apresentados na Tabela 10. Das 33 hemoculturas positivas pelo sistema automatizado BACTEC®, 23 bactérias Gram positivas e 10 Gram negativas foram identificadas. Dentro das 23 amostras identificadas como Gram positivas foram identificadas: quatro Enterococcus faecium, dois Enterococcus faecalis, 15 SCoN e dois Streptococcus pneumoniae (Figura 2). Das 10 amostras Gram negativas foram identificadas: uma Pseudomonas putida, dois Acinetobacter spp., três 63 RESULTADOS Enterobacter cloacae, uma Klebsiella pneumoniae, uma Escherichia coli, um Bacilo Gram Negativo não Fermentador (BGNNF) e um Citrobacter freundii (Figura 3). O teste de sensibilidade quantitativo foi realizado pelo sistema automatizado Phoenix® para todas as amostras que foram detectadas como positivas pelo sistema automatizado BACTEC®. Para as amostras Gram positivas, 12 dos 15 SCoN identificados apresentaram resistência à oxacilina Quatro E. faecium foram resistentes à vancomicina (Tabela 10). Entre os Gram negativos, as amostras de E. cloacae com fenótipo ESβL exibiram diminuição da sensibilidade para todos os agentes antimicrobianos testados, exceto para os carbapenens. Um dos isolados de Acinetobacter spp. mostrou resistência à todos os antimicrobianos testados. O perfil geral de sensibilidade aos antimicrobianos podem ser avaliados na Tabela 16 do anexo II. Figura 2 - Prevalência de espécies Gram positivas identificadas pelo sistema automatizado (Phoenix®). 64 RESULTADOS Figura 3 - Prevalência de espécies Gram negativas identificadas pelo sistema automatizado (Phoenix®). 5.4. Diagnóstico Microbiológico Molecular 5.4.1. Padronização PCR em Tempo Real 5.4.1.1. Amplificação por PCR em Tempo Real As temperaturas de desnaturação (Tm) obtidas na detecção do gene HFE (controle interno), gene 18S rDNA de fungo, Enterobacter cloacae, Aspergillus spp., Fusarium spp. e dos genes que conferem resistências aos antimicrobianos para cada controle positivo (ATCC ou amostra bem caracterizada) testado foram avaliadas, permitindo o estabelecimento de um intervalo experimental de Tm possíveis. O Tm, a média e o desvio padrão observados para os genes avaliados estão apresentados na Tabela 4. 65 RESULTADOS Tabela 4: Resultados da Temperatura de melting e desvio padrão da Tm dos produtos amplificados de amostras controles ATCC para os genes de resistência. Genes Tm Menor Maior Media Desvio Padrão mecA 71,37 72,54 71,92 0,29 vanA 85,32 85,67 85,48 0,08 vanB 74,28 74,61 74,41 0,14 blaSHV 91,04 91,82 91,67 0,22 blaTEM 85,53 86,01 85,85 0,22 blaCTX 88,80 88,96 88,85 0,09 blaKPC 91,19 91,35 91,31 0,07 blaIMP 76,15 76,33 76,27 0,10 blaSPM 84,73 84,91 84,85 0,10 blaVIM 89,37 89,55 89,43 0,10 18S rDNA Lev 82,01 84,20 83,33 0,69 18S rDNA Filam 85,50 86,16 85,13 0,24 HFE 81,05 82,16 81,72 0,30 E. cloacae 79,50 80,70 80,27 0,41 Aspergillus spp. 84,16 86,40 85,59 0,86 Fusarium spp. 90,60 91,20 90,86 0,22 Lev – Levedura; Filam – Filamentoso; Tm – Temperatura de melting 5.4.1.2. Eficiência e Especificidade da PCR em Tempo Real 5.4.1.2.1. SYBR Green A eficiência das reações por SYBR Green apresentados na Tabela 5 foram de 81,487% para blaSHV, 81,96% para blaTEM, 86,40 para blaCTX, 81,233% para blaKPC, 100% para blaIMP, 80,07% para blaSPM, 128,765% para blaVIM, 93,772% para vanA, 116,911% para vanB e 108,939% para mecA. Para o gene 66 RESULTADOS HFE (controle interno) a eficiência foi de 89,47% e para o gene 18S rDNA foi de 100,923% para leveduras e 106,80% para fungos filamentosos. Para E. cloacae foi de 129%, Aspergillus spp. 108,5% e Fusarium spp. de 97,34%. A reação do gene HFE foi avaliada por três ensaios em dias diferentes. A regressão linear foi construída com o mínimo de três pontos e foram avaliadas as diferenças inter e intra-ensaio, com intervalo de confiança de 95%. Para os genes que conferem resistência aos antimicrobianos foram avaliados por um ensaio com as amostras em triplicata. A regressão linear foi construída com o mínimo de cinco pontos e foram avaliadas as diferenças intra-ensaio, com intervalo de confiança de 95%. Para calcular a especificidade foram testados os iniciadores e sondas para amplificar o DNA dos genes apresentados na Tabela 2. Todos os genes apresentaram capacidade de positivar as amostras controles por PCR em Tempo Real utilizando o fluoróforo SYBR Green. As amostras controles foram testadas e foram amplificadas para o gene HFE. Todas as amostras foram PCR positivas para os seus respectivos genes de resistência, e os controles negativos apresentaram resultados negativos. A detecção da última diluição foi calculada a partir da diluição seriada de amostras controles para cada gene avaliado. Para o gene HFE, o controle utilizado foi uma amostra de sangue periférico com concentração de DNA de 100 pg/µL. A diluição seriada variou de 10-1 a 10-7 e a menor diluição detectada foi a 10-4 e a menor concentração de DNA foi de 100 fg/µL. Para os genes blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaKPC, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB, mecA e as menores diluições foram de 10-6, 10-7, 10-6, 10-6, 10-7, 10-7, 10-7, 10-7, 10-6 e 10-7 respectivamente (Tabela 5). 67 RESULTADOS Tabela 5: Eficiência da reação de PCR em Tempo Real, Ct e Tm da última diluição, concentração em UFC/mL do microrganismo detectado na última diluição de amplificação dos genes de resistência. HFE blaSHV blaTEM blaCTX blaKPC blaIMP blaSPM blaVIM vanA mecA vanB 18S rDNA Levedura Filamentoso Controle 100 pg/µL escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 MF escala 0,5 50 ng/uL MF Eficiência% 89,47 81,49 81,96 86,40 81,23 100,00 80,07 128,77 93,77 108,94 116,91 100,92 106,80 “Slope” -3,60 3,86 3,85 3,70 -3,87 -3,30 -3,92 -2,78 3,48 -3,13 -2,97 -3,3 -3,16 Sensibilidade diluiçao 10-4 10-6 10-7 10-6 10-6 10-7 10-7 10-7 10-6 10-7 10-6 10-7 10-6 Ct diluição 35,91 38,21 37,41 30,92 36,84 36,50 35,72 36,13 30,74 35,93 36,94 36,96 36,1 Tm diluição 81,05 91,04 85,54 88,80 91,20 76,15 84,73 89,43 85,32 71,37 74,45 84,02 86,02 UFC/mL por reação 100 fg/µL 15,0 1,50 15,00 15,0 1,50 1,50 1,50 15,0 1,50 15,0 MF – McFarland; Tm – Temperatura de melting; Ct ciclo threshold 68 RESULTADOS 5.4.1.2.2. TaqMan A reação de amplificação do gene 16S rDNA com sondas para diferenciar entre Gram positivo e Gram negativas foram avaliadas por um ensaio com as amostras em triplicata. A regressão linear foi construída com o mínimo de 5 pontos e foram avaliadas as diferenças intra ensaio, com intervalo de confiança de 95%. As sondas Gram especificas foram testadas quanto à sua capacidade em diferenciar as bactérias Gram positivas e Gram negativas com cepas controles e amostras bem caracterizadas (Tabela 6). Estas sondas foram capazes de positivar as amostras controles de S. aureus (ATCC 43300), E. coli (ATCC 25922) e P. aeruginosa (ATCC 27853) por PCR e todas as amostras controles foram PCR positivas para as suas respectivas sondas, e os controles negativos apresentaram resultados negativos. Houve exceção para as sondas Gram negativas, pois os controles negativos utilizados em uma reação contendo todos os reagentes sem a adição do DNA extraído da amostra apresentaram resultados positivos devido à presença de DNA contaminante da E. coli em um dos reagentes. A presença de contaminantes de DNA proveniente do processo de produção dos reagentes dificulta a interpretação dos resultados das amostras positivas realizadas por PCR em Tempo Real utilizando iniciadores universais (Klaschik et. al., 2002a). As preparações de Taq DNA polimerase contêm uma quantidade pequena de DNA contaminante proveniente de E. coli ou Thermus aquaticus (Carroll et. al., 1999), e também de Pseudomonas spp., Sphingomonas spp., Moraxella spp. e Acinetobacter spp. nas preparações para utilização em PCR em Tempo Real (Mühl et. al., 2008). Para eliminar a interferência destes resultados na reação foi calculado o Ct do LoD e Ct do “cutoff” que estão apresentados na Tabela 8. 69 RESULTADOS Tabela 6: Resultados da padronização dos protocolos de PCR em Tempo Real utilizando sondas TaqMan-MGB multiplex Gram específicas. Microrganismo Linhagem PCR TaqMan Multiplex Sonda Gram Sonda Gram Staphylococcus aureus ATCC 25923 Positiva Positivo Negativa Negativo Staphylococcus aureus ATCC 43300 Positivo Negativo Staphylococcus haemolyticus ATCC 29968 Positivo Negativo Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 Positivo Negativo Amostra clínica Positivo Negativo Enterococcus faecalis ATCC 29212 Positivo Negativo Enterococcus faecalis ATCC 700802 Positivo Negativo Enterococcus faecium ATCC 93011 Positivo Negativo Streptococcus pyogenes ATCC 18615 Positivo Negativo Streptococcus pneumoniae ATCC 49619 Positivo Negativo Streptococcus viridans Amostra clínica Positivo Negativo Streptococcus mitis Amostra clínica Positivo Negativo Escherichia coli ATCC 25922 Negativo Positivo Enterobacter aerogenes ATCC 13048 Negativo Positivo Amostra clínica Negativo Positivo Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 Negativo Positivo Pseudomonas aeruginosa Controle blaSPM (P1088) Negativo Positivo Pseudomonas aeruginosa Controle blaIMP Negativo Positivo Pseudomonas aeruginosa Controle blaVIM Negativo Positivo Klebsiella pneumoniae ATCC 700603 Negativo Positivo Klebsiella pneumoniae Controle blaTEM, SHV, CTX, Negativo Positivo KPC (A28005) ATCC 19606 Negativo Positivo Amostra clínica Negativo Positivo Staphylococcus warneri Serratia marcescens Acinetobacter baumannii Salmonella spp. A eficiência da reação de PCR em Tempo Real multiplex para Gram positivos foi de 115% para S. aureus, 134% para SCoN, 78,49% para S. pneumoniae. Para os Gram negativos foi de 93,68% para E. coli, 103,29% para Salmonella spp., 178% para Serratia marcescens, 114% para S. maltophilia, 70 RESULTADOS 99,66% para A. baumannii e em torno de 70% P. aeruginosa. Para os genes espécie-especificos avaliados no presente estudo a eficiência da reação de PCR em Tempo Real pode ser observada na Tabela 7, estes apresentaram resultados que variaram de 83,845 a 157,601%. Tabela 7: Resultados de “slope”, R2, eficiência e última diluição detectada das reações de PCR em Tempo Real pelo sistema TaqMan e SYBR Green para os genes espécie-específicos dos principais patógenos que causam infecção de corrente sanguínea. Padronização Real Time - TaqMan Microrganismo Controle puro Eficiência da reação (%) R2 “Slope” Última diluição detectada 1 S. aureus escala 0,5 McFarland 123.447 0.996 -2.864 D 10-6 2 S. pneumoniae escala 0,5 McFarland 103.367 0.998 -3.244 D 10-7 3 S. haemoliticus escala 0,5 McFarland 125,59 0.96 -2.83 D 10-7 4 Serratia marcescens escala 0,5 McFarland 83.845 0.971 -3.781 D 10-5 5 Salmonella spp. escala 0,5 McFarland 105.003 0.977 -3.208 D 10-7 6 P. mirabilis escala 0,5 McFarland 104.246 0.946 -3.224 D 10-6 7 K. pneumoniae escala 0,5 McFarland 121,922 0.983 -2.888 D 10-7 8 E. faecalis/faecium escala 0,5 McFarland 135.443 0.942 -2.689 D 10-7 8 E. faecalis escala 0,5 McFarland 114.535 0.951 -3.017 D 10-7 8 E. faecium escala 0,5 McFarland 157.601 0.972 -2.433 D 10-7 9 E. coli escala 0,5 McFarland 121.052 0.985 -2.903 D 10-7 10 P. aeruginosa escala 0,5 McFarland 99.457 0.993 -3.335 D 10-7 11 S. maltophilia escala 0,5 McFarland 136.653 0.96 -2.673 D 10-7 12 A. baumannii escala 0,5 McFarland 124.039 0.994 -2.854 D 10-7 13 C. albicans 30 ng/µL 105.371 0.994 -3.2 D 10-6 14 Candida spp. escala 0,5 McFarland 116.917 0.941 -2.974 D 10-5 14 C. albicans escala 0,5 McFarland 121 0.948 -2.901 D 10-4 14 C. tropicalis escala 0,5 McFarland 113.54 0.935 -3.035 D 10-5 14 C. parapsilosis escala 0,5 McFarland 106.685 0.989 -3.172 D 10-5 15 M. tuberculosis 200 ng/ µL 128.867 0.991 -2.781 D 10-7 escala 0,5 Mc Farland 129.4 0.998 -2.77 D 10-6 17 Aspergillus spp.* 9,3 ng/ µL 108.50 0.98 -3.134 D 10-6 18 Fusarium spp.* 8,9 ng/ µL 97.34 0,998 - 3.38 D 10-6 16 Enterobacter cloacae* * PCR em Tempo Real por SYBR Green 71 RESULTADOS 5.4.2. Validação de Novos Métodos de Diagnóstico 5.4.2.1. Determinação do Limite do Branco (LoB) O Ct de ponto de corte, “cutoff”, foi calculado para os genes espécieespecíficos de cada microrganismo, para as sondas Gram específicas e para os genes de resistência aos antimicrobianos . De acordo com o número de amostras negativas, este número variou de microrganismo para microrganismo e estão apresentados na Tabela 8. O menor Ct de “cutoff” foi de 31,9 para S. maltophilia, e 33,1 para E. coli. O maior Ct de “cutoff” foi de 40 para os microrganismos Enterococcus spp., K. pneumoniae, S. marcescens, P. aeruginosa, A. baumannii e Gram positivo. 5.4.2.2. Determinação do Limite de Detecção - LoD (Sensibilidade) O Ct de LoD foi calculado a partir de amostras com baixa concentração para os genes espécie-específicos de cada microrganismo, para as sondas Gram específicas e para os genes de resistência aos antimicrobianos . O Ct LoD de cada gene avaliado apresenta-se na Tabela 8. O menor Ct foi de 30,9 para SCoN e o maior foi de 38,92 para A. baumannii . 72 RESULTADOS Tabela 8: Resultados de “cutoff” de amostras negativas e LoD de amostras positivas baixas para os genes avaliados. Microrganismo Amostras Negativas (n) “Cutoff” LoD GP 62 40 38,6 GN 66 36,6 34,4 S. aureus 26 38 36,9 SCoN 25 34 30,9 Enterococcus spp. 10 40 37,1 S. pneumoniae 31 39,1 37,4 E. coli 72 33,1 32,6 K. pneumoniae 57 40 33,9 P. mirabilis 18 38,1 37 S. marcescens 23 40 38,58 Salmonella spp. 15 36,3 33 P. aeruginosa 46 40 38,8 S. maltophilia 15 31,9 33,38 A. baumannii 65 40 38,9 C. albicans 30 39 36 Candida spp. 31 39 36,5 M. tuberculosis 33 39 34 mecA 37 34,9 33,91 vanA 41 35,5 33,67 vanB 54 33,3 32,29 blaKPC 51 37,9 36,67 blaTEM 25 36,4 34,53 blaSHV 39 34,1 33,26 blaCTX 35 33,7 32,62 blaIMP 58 33,23 28,49 blaSPM 58 33,23 30,99 blaVIM 58 33,23 31,82 Fungo 18S rDNA 32 36,1 34,4 E. cloacae 37 37,47 36,2 Aspergillus spp. 42 38,0 37,2 Fusarium spp. 38 36,9 33,01 GP – Gram positivo; GN –Gram negativo; SCoN – Staphylococcus coagulase negativo; n – número de amostras. 73 RESULTADOS 5.4.2.3. Acurácia Clínica A acurácia clínica foi determinada com todas as amostras clínicas de frascos de hemocultura e amostras clínicas controles negativas de 30 profissionais da saúde sem a doença. Para os genes estudados foi realizada a curva ROC com um intervalo de confiança de 95% (Figuras 4 e 5). A área sob a curva ROC apresentado na Tabela 9 ficou acima de 0,70 para a maioria dos genes estudados mostrando um desempenho satisfatório. A sensibilidade, especificidade e falsos positivos para cada gene variou de acordo com o Ct do LoD determinado conforme o documento EP17-A (CLSI, 2004) e pode ser observado na Tabela 9. A sensibilidade calculada pela curva ROC para resistência aos antimicrobianos foi acima de 80% para os genes blaKPC, e abaixo de 60% para os genes blaTEM, blaSHV e vanB. A especificidade foi próxima a 100% para todos os genes avaliados. A sensibilidade pela curva ROC para os genes espécie-específicos foi abaixo de 50% para E. coli, K. pneumoniae, Salmonella spp., SCoN e Gram negativo considerando o LoD do Ct determinado conforme o EP17-A (CLSI, 2004), a especificidade foi próxima a 100% para todos os genes avaliados. Os PCR em Tempo Real para detecção de A. baumannii, Enterococcus spp. e P. mirabilis apresentaram 41,2%, 15% e 35% respectivamente, de serem detectadas incorretamente como positivas (Tabela 9). 74 RESULTADOS Tabela 9: Sensibilidade e especificidade clínica determinada pela curva ROC de acordo com o Ct do LoD para os genes espécie-especificos, fungo 18S rDNA, para o gene 16S rDNA para Gram positivo e Gram negativo e genes de resistência aos antimicrobianos. Gene A. baumannii Área N° de N° de sob a amostras amostras curva positivas negativas ROC 37 17 0,973 Sensibilidade Sensibilidade (%) Especificidade -1 Falsos Especificidade positivos (%) (%) Ct do LoD 1 100,00 0,412 41,2 99,59 38,92 C. albicans 30 20 0,983 0,800 80,00 0,000 0,0 100,00 36,03 Candida spp. 33 20 0,985 0,727 72,7 0,000 0,0 100,00 36,5 E. coli 47 20 0,734 0,404 40,40 0,000 0,0 100,00 32,6 Enterococcus spp. 55 20 0,957 0,891 89,10 0,150 15,0 99,85 37,15 Fungo 18S rDNA 95 20 0,953 0,768 76,8 0,050 5,0 99,95 36,1 GN 16S rDNA 222 20 0,998 0,315 31,50 0,000 0,0 100,00 34,47 GP 16S rDNA 107 21 0,995 0,813 81,30 0,000 0,0 100,00 38,68 K. pneumoniae 48 20 0,961 0,5 50,00 0,000 0,0 100,00 33,97 M. tuberculosis 20 21 1 100 0,00 0,000 0,0 100,00 34,0 P. aeruginosa 82 20 0,994 0,976 97,60 0,000 0,0 100,00 38,8 P. mirabilis 23 20 0,843 0,826 82,60 0,350 35,0 99,65 37,07 S. maltophilia 28 28 0,997 0,714 71,4 0,000 0,0 100,00 33,38 S. aureus 66 21 1 0,803 80,30 0,000 0,0 100,00 36,96 S. marcescens 27 20 0,893 0,815 81,50 0,200 20,0 99,80 38,58 S. pneumoniae 48 20 0,99 0,917 91,70 0,000 0,0 100,00 37,47 Salmonella spp. 34 20 0,825 0,412 41,20 0,100 10,0 99,90 33,01 SCoN 109 21 0,872 0,486 48,60 0,000 0,0 100,00 30,9 E. cloacae 24 24 1 0,958 95,8 0,000 0,0 100,00 37,47 Fusarium spp. 20 22 1 0,70 70,0 0,000 0,0 100,0 33,01 Aspergillus spp. 19 20 1 0,947 94,7 0,000 0,0 100,00 38,0 blaTEM 55 25 0,996 0,673 67,3 0,040 4 99,96 34,53 blaCTX-M 24 35 0,896 0,708 70,8 0,029 3 99,97 32,62 blaSHV 35 39 0,863 0,257 25,7 0,000 0 100,00 33,26 blaKPC 52 51 0,984 0,827 82,7 0,039 4 99,96 36,67 mecA 83 37 0,976 0,771 77,1 0,054 5 99,95 33,91 vanA 51 40 0,990 0,745 74,5 0,000 0 100,00 33,67 vanB 19 54 0,961 0,579 57,9 0,037 4 99,96 32,29 blaSPM 19 58 0,981 0,737 73,7 0,017 0 98,30 30,99 blaVIM 18 58 0,938 0,722 72,2 0,017 0 98,30 31,82 blaIMP 34 58 0,954 0,676 67,6 0 0 100,00 N°.- numero; GP – Gram positivo; GN –Gram negativo; SCoN – Staphylococcus coagulase negativo; Ct – ciclo do threshold; 28,49 75 RESULTADOS Figura 4 - Curva ROC para genes de resistência a antimicrobianos A- blaTEM; B vanA; C - vanB; D - blaCTX; E- blaSHV; F - mecA; G - blaKPC; H- blaIMP; I- blaVIM; JblaSPM. 76 RESULTADOS Figura 5 - Curva ROC para genes estudados espécie especifico, fungo 18S rRNA e 16S rDNA Gram positivo e Gram negativo. 77 RESULTADOS 5.4.3. Aplicação da PCR em Tempo Real nas Amostras de Hemocultura de Pacientes Submetidos à TCTH. 5.4.3.1. Detecção do gene HFE de Controle Interno da Extração de DNA gene. Todas as amostras de hemoculturas, sendo elas negativas ou positivas pelo aparelho BACTEC®, foram submetidas à extração de DNA e a reação de PCR em Tempo Real para o gene HFE. O Tm dos controles positivos variou de 81,076 a 81,245. As amostras foram consideradas positivas quando a Tm encontrava se neste intervalo. Somente quando o resultado de PCR foi positivo para esta reação, é que as mesmas foram encaminhadas para realizar a PCR em Tempo Real para os demais genes em estudo. Todas as amostras incluídas foram positivas para o gene HFE indicando que houve extração e evitando a possibilidade de falso negativo para os demais genes. Após isso, todas essas amostras foram submetidas à detecção dos genes 16S rDNA, 18S rDNA, genes de resistência aos antimicrobianos e genes espécie-específicos por PCR em Tempo Real. 5.4.3.2. Detecção do Gene Bacteriano 16S rDNA A PCR em Tempo Real para o gene 16S rDNA com as sondas Gram positiva e Gram negativa foram realizadas nas 193 e detectou 26 amostras positivas, destas, duas amostras foram amplificadas pelas duas sondas. Foram detectadas 19 amostras como Gram positivas e 12 amostras como Gram negativas. Dentre as 26 amostras PCR positivas, nove amostras foram negativas pelo sistema BACTEC®. Os resultados dos frascos de hemocultura BACTEC® 78 RESULTADOS podem ser avaliados na Tabela 10 e os resultados dos tubos de EDTA k2 gel na Tabela 12. Das 23 amostras identificadas pelo sistema automatizado Phoenix® como espécies de bactérias Gram positivas, 12 amostras foram positivas para a sonda Gram positiva e 11 não foram amplificadas por PCR para o gene 16S rDNA (Tabela 10). Das 10 amostras identificadas pelo sistema automatizado Phoenix® como espécies de bactérias Gram negativas, cinco amostras foram detectadas por PCR em Tempo Real para o gene 16S rDNA (Tabela 10). A média de Ct apresentada pelas amostras positivas para sonda Gram positiva foi 28,46 e para Gram negativa foi 25,75 e estão apresentados na Tabela 16 em anexo II. Nas 33 amostras de tubos de EDTA K2 gel foi detectada apenas uma amostras contendo o gene 16S rDNA com valor de Ct de 33,6 para sonda Gram positiva (Tabela 16). 5.4.3.3. Detecção do Gene 18S rDNA para Fungos A detecção do gene 18S rDNA por PCR em Tempo Real com o fluoróforo SYBR Green foi realizada na 193 amostras em estudo. Vinte e duas amostras obtiveram valores de Ct positivos pelo PCR em Tempo Real para o gene 18S rDNA. Após considerar o Ct do LoD de 34,4 apenas 11 amostras foram consideradas PCR detectadas. Os resultados dos frascos de hemocultura BACTEC® estão na Tabela 10 e os dos tubos de EDTA K2 gel na Tabela 12. 79 RESULTADOS 5.4.3.4. Detecção dos Genes Espécie-específicos A reação de PCR em Tempo Real com iniciadores espécie-especificos foi realizada em todas as amostras que apresentaram valores de Ct positivos, nas amostras que obtiveram identificação pelo sistema automatizado Phoenix® e nas amostras que apresentaram resultados negativos, na qual uma das amostra coletadas na mesma data mostrou resultado positivo tanto para fenotípico quanto para molecular. A PCR em Tempo Real com genes espécie-especificos para detecção de bactérias foi capaz de detectar 24 amostras das 33 amostras positivas pelo sistema automatizado BACTEC®. Para as Gram positivas, seis amostras identificadas pelo sistema automatizado Phoenix® como Enterococcus spp. (dois E. faecalis e quatro E. faecium) somente três amostras foram detectadas como Enterococcus spp. pela sonda espécie-especifica por PCR em Tempo Real. Das 15 amostras identificadas como SCoN pelo sistema automatizado Phoenix®, apenas duas amostras não foram detectadas pela sonda espécie-especifica de SCoN. Das duas amostras de S. pneumoniae identificadas fenotipicamente, apenas uma foi detectada pela sonda espécie-especifica de S. pneumoniae por PCR em Tempo Real (Tabela 10). Dentre as espécies Gram negativas identificadas pelo sistema automatizado, BGNNF e A. baumannii foram detectadas por PCR Tempo Real pela sonda espécie-especifica de A. baumannii, porém a amostra de Acinetobacter spp. não foi detectada por esta sonda, pois não foi desenhada sonda para Acinetobacter spp.. A amostra de E. coli foi detectada pela sonda espécie-especifica. As amostras de Citrobacter freundii e P. putida não puderam ser detectadas, já que não foram desenhadas sondas espécie-especificas para estas duas espécies. As três amostras de Enterobacter cloacae foram 80 RESULTADOS detectadas pelos iniciadores espécie-específicos utilizando o sistema SYBR Green (Tabela 10). Nas 33 amostras de tubos de EDTA K2 gel dos pacientes com episódios de infecção de corrente sanguínea foi realizada a PCR em Tempo Real para genes espécie-específicos e 10 amostras apresentaram valores de Ct, porém após considerar o Ct do LoD apenas sete amostras foram PCR positivas. Dentre estas sete amostras, cinco amostras tiveram PCR positiva para SCoN, duas para Enterococcus spp. As espécies consideradas negativas foram para A. baumannii, SCoN e E. cloacae estes dados podem ser encontrados na Tabela 12. Estas 33 amostras não foram encaminhadas para cultura e apenas para duas amostras de tubos de EDTA K2 gel não foram coletados frascos de hemocultura BACTEC®. A PCR em Tempo Real com iniciadores espécie-específicos para a identificação de fungos foi detectada para quatro amostras de Candida spp. e cinco amostras de Aspergillus spp.. As amostras positivas para Aspergillus spp. foram provenientes de dois frascos de hemocultura (Tabela 10) e três tubos de EDTA (Tabela 12). Uma amostra de Aspergillus spp. proveniente de frasco de hemocultura BACTEC® após considerar o Ct do LoD apresentou resultado não detectado. O PCR em Tempo Real com sonda espécie-específica para Candida spp. foi positivo para três amostras de frascos de hemocultura BACTEC® (Tabela 10) e em uma amostra de tubo de EDTA K2 gel (Tabela 12). Dentre as amostras identificadas como Candida spp. duas amostras apresentaram PCR em Tempo Real positivo para a sonda espécie-específica de Candida albicans. 81 RESULTADOS Tabela 10: Dados clínicos dos pacientes, resultado fenotípico e da PCR em Tempo Real para identificação dos microrganismos dos 160 frascos de hemocultura BACTEC®. DADOS DO PACIENTE Nº Paciente e Sigla do Hospital 01 HSP Sexo/ Idade F 54 Doença de base Transplante Episódio de bacteremia ou data da amostra MM Pós Tx em QT 25/01/09 29/11/08 26/01/09 09/10/09 01/03/09 02 HSP M 49 LNH recidiva Pós Tx em QT 06/03/09 11/10/09 20/12/09 01/01/10 09/01/10 07/05/09 09/05/09 03 HSP F 64 SMD Tx 11/05/09 04 HSP M 23 LMA Pré Tx em indução 12/05/09 15/05/09 06/03/09 14/05/09 23/05/09 Nº Resultado amostra do GRAM ® BACTEC da HMC 407 409 25 23 445 446 450 45 49 41 548 553 560 568 570 591 559 428 329 333 44 354 351 350 336 347 54 355 345 344 CGP CGP CGP BGN CGP - DADOS DA AMOSTRA PCR em PCR em Microrganismo Tempo Tempo isolado na Real Real 18S hemocultura GP/GN (fungo) ND ND ND ND GP GP GP GP/GN ND ND ND ND GP/GN GP ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Detectado Detectado Detectado ND ND ND ND ND ND ND ND ND Detectado ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Detectado ND ND SCoN SCoN NHCBA NHCBA S. epidermidis S. epidermidis S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA C. freundii S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA PCR em Tempo Real espécie específico SCoN SCoN SCoN/ND SCoN/ND SCoN/ND SCoN ND SCoN SCoN ND Aspergillus spp Aspergillus spp.* - 82 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital DADOS DO PACIENTE Sexo/ Doença Transplante Idade de base 05 HSP M 28 Tumor de testículo Tx 06 HSP F 34 LMA Pré Tx em indução 34 LNH recidiva Episódio de bacteremia ou02/11/08 data da amostra 04/12/08 05/03/09 02/12/08 07 HSP M Tx 14/12/08 30/12/08 08 HSP M 54 LMA Tx 09/10/08 04/04/08 06/05/08 08/05/08 09 HSP M 37 LH Tx 10/05/08 13/05/08 15/05/08 25/05/08 29/05/08 23/02/09 10 HSP M 19 LNH Anaplásic o 01/03/09 Pré Tx em QT 07/03/09 04/05/09 02/01/00 11 HSP F 33 LNH esclerose nodular Pós Tx 23/08/09 31/08/09 Nº Resultado 343 amostra do GRAM 11 ® BACTEC da HMC 29 24 37 56 53 50 19 4 38 13 15 1 60 426 335 326 338 3 402 403 348 391 387 349 353 346 341 47 55 43 59 52 370 542 440 533 499 BGN BGN BGN CGP CGP CGP BGN CGP CGP - DADOS DA AMOSTRA PCR em PCR em Microrganismo ND ND NHCBAna Tempo Tempo isolado ND ND18S NHCBA Real Real hemocultura ND ND E. cloacae GP/GN (fungo) ND GN GP ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND GP GP ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Detectado ND ND E. cloacae E. cloacae SCoN SCoN SCoN NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA P. putida S. epidermidis S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA PCR em Tempo Real espécie específico E. cloacae E. cloacae E. cloacae SCoN SCoN SCoN ND SCoN SCoN ND ND - 83 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital DADOS DO PACIENTE Sexo/ Doença Transplante Idade de base Episódio de bacteremia ou25/09/09 data da amostra 28/09/09 12 HSP M 44 MM recidiva precoce Pós Tx em QT 02/08/09 05/12/09 06/05/09 13 HSP M 49 MM Tx 06/06/09 09/06/09 18/01/09 14 HSP M 53 MM Tx 31/01/09 30/01/09 04/02/09 15 HSP M 16 HSP F 38 58 MM LMA/SM D Tx Tx 08/02/09 02/03/09 04/02/09 08/03/09 14/03/09 23/10/08 17 HSP F 47 LLC Tx 14/11/08 20/11/08 22/11/08 17/06/09 18 HSP F 62 LLA Pré Tx 19 HSP F 52 MM Pré Tx 02/03/09 20/06/09 Nº Resultado 498 amostra do GRAM 503 ® BACTEC da HMC 502 500 510 483 474 17 397 404 340 337 327 324 328 334 429 12 21 42 30 40 27 32 46 8 39 6 14 10 7 35 20 22 48 469 62 51 508 CGP CGP CGP CGP CGP BGN BGN BGN - DADOS DA AMOSTRA PCR em PCR em Microrganismo ND ND NHCBAna Tempo Tempo isolado ND ND18S NHCBA Real Real hemocultura ND ND NHCBA GP/GN (fungo) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND GP ND GN ND ND ND ND ND ND ND GP GN ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Positivo ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Positivo Positivo ND ND Positivo ND ND ND ND ND NHCBA NHCBA S. pneumoniae S. pneumoniae NHCBA NHCBA NHCBA E. faecium E. faecium E. faecium NHCBA BGNNF Acinetobacter spp. NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA K. pneumoniae NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA PCR em Tempo Real espécie específico S. pneumoniae ND ND ND Enterococcus spp. ND ND ND A. baumannii ND A. baumannii ND ND ND ND ND ND - 84 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital 20 HSP DADOS DO PACIENTE Sexo/ Doença Transplante Idade de LMA/SM base F 50 Pós Tx D 21 HSP M 22 HSP F 56 69 LNH Linfoblást ico Tx LMA Pré Tx em indução Episódio de bacteremia ou28/09/09 data da amostra 06/02/09 501 2 18 31 9 58 61 415 430 420 410 400 419 424 412 398 413 396 339 332 331 36 28 57 33 34 16 26 418 421 423 422 427 401 425 CGP CGP - 30/12/08 5 - 09/12/08 12/12/08 14/02/09 23/04/09 01/05/09 23 HSP F 23 LH Tx 02/05/09 04/05/09 11/05/09 09/12/08 18/12/08 24 HSP M 23 LNH Tx 21/12/08 21/02/09 25 HSP 26 HSP M 21 F 28 Adenodis trofia LLA (reicidiva) Tx Tx Nº Resultado 511 amostra do GRAM 515 ® BACTEC daCGP HMC 05/02/09 DADOS DA AMOSTRA PCR em PCR em Microrganismo ND ND NHCBAna Tempo Tempo isolado ND ND18S E. faecalis Real Real hemocultura ND Positivo E. faecalis GP/GN (fungo) PCR em Tempo Real espécie ND específico Enterococcus spp. ND ND Enterococcus spp. Enterococcus spp. ND ND ND ND Candida albicans ND ND Candida albicans - ND ND ND GP ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND GN ND ND ND GN ND GP GP ND GP ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Positivo ND ND ND Detectado Positivo Positivo Positivo ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Positivo ND ND ND ND ND NHCBA NHCBA NHCBA E. faecium NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA K. pneumoniae ND ND ND K. pneumoniae ND SCoN/ Candida spp. SCoN/ND ND ND ND - ND ND NHCBA - 85 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital 27 HSP DADOS DO PACIENTE Sexo/ Doença Transplante Idade de base M 27 Episódio de bacteremia ou08/04/11 data da amostra 619 622 623 621 626 624 94GR 88GR 89GR CGP - 04/11/10 7GR 26/03/11 61GR 31/03/11 66GR LLA Tx F 28 SMD Pré TX 29 IOP M 04 LMA Tx 30 IOP F 25 Tx 31 IOP M 13 Pós Tx 32 IOP F 01 Tx 33 IOP M SE Aplasia Medular LLA Ca de pineal 28/03/11 12/04/11 19/05/11 11/04/11 Pré Tx 20/03/11 29/03/11 28 HSP Nº Resultado 625 CGP amostra do GRAM 620 ® BACTEC daCGP HMC DADOS DA AMOSTRA PCR em PCR em Microrganismo GP ND S. epidermidis Tempo Tempo isolado na GP ND18S S. epidermidis Real Real hemocultura GP ND S. epidermidis GP/GN (fungo) PCR em Tempo RealSCoN espécie SCoN específico ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA SCoN SCoN/ND - BGN ND ND A. baumannii A. baumannii BGN GN ND E. coli E. coli CGP GP ND S. epidermidis SCoN HSP: Hospital São Paulo; IOP: Instituto de Oncologia Pediátrica; MM: Mieloma Múltiplo; SMD: Síndrome mielodisplásica; LMA: Leucemia Mielocítica Aguda; LMC: Leucemia Mielocítica Crônica; LLA: Leucemia Linfocítica Aguda; LLC: Leucemia Linfocítica Crônica; SE: Sarcoma de Ewing; LH: Linfona Hodgkin; LNH: Lonfona Não Hodgkin; TX: Transplante; Ca: câncer ; CGP: Coco Gram Positivo; BGN: Bacilo Gram Negativo; GP: Gram Positivo; GN: Gram Negativo; SCoN: Staphylococcus Coagulase Negativa; ND: Não Detectado; NHCBA: Não Houve Crescimento de Bactéria Aeróbia; *: amostra considerada não detectada após considerar o Ct do LoD; GR: GRAACC; F: feminimo; M: masculino. 86 RESULTADOS 5.4.3.5. Detecção de Genes que Conferem Resistência aos Antimicrobianos A PCR em Tempo Real pelo sistema SYBR Green para os genes de resistência primeiramente foi realizada nas amostras provenientes de frascos de hemocultura BACTEC® enumeradas de 1 a 60. Nas amostras de 61 a 160 oriundas de frascos BACTEC® e nas 33 amostras de tubos de EDTA K2 gel a PCR em Tempo Real foi testada nas amostras que obtiveram identificação pelo sistema automatizado Phoenix® e nas amostras que apresentaram resultados negativos, na qual uma das amostra coletadas na mesma data mostrou resultado positivo tanto para fenotípico quanto para molecular. Os genes de resistência aos antimicorbianos testados foram: blaSHV, blaCTX-M, blaTEM, blaKPC, blaIMP, blaSPM e blaVIM e mecA, vanA e vanB O gene mecA foi positivo em 13 amostras identificadas como SCoN, tanto pelo método fenotípico quanto pelo molecular. Após considerar o Ct do LoD, quatro amostras com o gene mecA apresentaram resultados de PCR em Tempo Real não detectado (Tabela 11 e 13). O gene vanB não foi detectado em amostra de Enterococcus spp. e o gene vanA foi detectado em quatro amostras de E. faecium (Tabela 11). A PCR em Tempo Real para detectar os genes produtores das enzimas ESβL foi positivo em seis amostras que foram identificadas pelos métodos fenotípicos e moleculares. Três amostras foram positivas para o gene blaSHV, porém quando foi considerado o Ct do LoD apenas uma amostra apresentou resultado detectado por PCR em Tempo Real. Outras três amostras mostraram resultados positivos para o gene blaCTX-M, e todas foram consideradas não detectadas por PCR em Tempo Real quando foi aplicado o valor do Ct do LoD (Tabela 11 e 13). Os genes de resistência blaKPC e metalo-ß-lactamases não 87 RESULTADOS foram detectados nas amostra avaliadas. Os respectivos Tm e Ct estão na Tabela 16. 88 RESULTADOS Tabela 11: Resultado do teste de sensibilidade pelo método automatizado e da PCR em Tempo Real para genes e resistência aos antimicrobianos dos frascos de BACTEC®. Nº Paciente e Sigla do Hospital Sexo/ Idade Doença de base Transplante 01 HSP F 54 MM Pós Tx em QT Episódio de Nº bacteremia amostra ou data da BACTEC® amostra 25/01/09 29/11/08 26/01/09 09/10/09 01/03/09 02 HSP M 49 LHN recidiva Pré Tx em QT 06/03/09 11/10/09 20/12/09 01/01/10 09/01/10 07/05/09 09/05/09 03 HSP 04 HSP F 64 M 23 SMD Tx 11/05/09 LMA Pré Tx em indução 12/05/09 15/05/09 06/03/09 14/05/09 23/05/09 407 409 25 23 445 446 450 45 49 41 548 553 560 568 570 591 559 428 329 333 44 354 351 350 336 347 54 355 345 344 Microrganismo isolado na hemocultura SCoN SCoN NHCBA NHCBA S. epidermidis S. epidermidis S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA C. freundii S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA Teste de Sensibilidade (Phoenix®) R a Oxacilina R a Oxacilina S a Oxacilina S a Oxacilina S a Oxacilina S Cefalosporinas e S Carbapenens R a Oxacilina PCR em Tempo Real para genes de resistência ND ND mecA* mecA* mecA* blaSHV* ND mecA - 89 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital 05 HSP Sexo/ Idade M 28 06 HSP F 34 07 HSP M 34 Doença de base Transplante Tumor de testículo Tx LMA Pré Tx em indução Episódio Nº de amostra 343 02/11/08 11 bacteremia BACTEC® 29 ou data da 04/12/08 24 amostra 05/03/09 02/12/08 LNH recidiva Tx 14/12/08 30/12/08 08 HSP M 54 LMA Tx 09/10/08 04/04/08 06/05/08 08/05/08 09 HSP M 37 LH Tx 10/05/08 13/05/08 15/05/08 25/05/08 29/05/08 23/02/09 10 HSP M 19 01/03/09 LNH Anaplásico Pré Tx em QT 07/03/09 04/05/09 02/01/00 11 HSP F 33 LNH esclerose nodular 23/08/09 Pós Tx 31/08/09 37 56 53 50 19 4 38 13 15 1 60 426 335 326 338 3 402 403 348 391 387 349 353 346 341 47 55 43 59 52 370 542 440 533 499 498 Microrganismo isolado NHCBAna NHCBA hemocultura Teste de Sensibilidade (Phoenix®) E. cloacae E. cloacae E. cloacae SCoN SCoN SCoN NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA P. putida S. epidermidis S. epidermidis NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA R a cefalosporinas - sugestivo de ESBL R a cefalosporinas - sugestivo de ESBL R a cefalosporinas - sugestivo de ESBL R a Oxacilina R a Oxacilina R a Oxacilina Não realizado - Não há padronização R a Oxacilina R a Oxacilina PCR em Tempo - Real para genes de ND resistência ND blaSHV mecA mecA ND ND mecA mecA - 90 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital 12 HSP Sexo/ Idade M 44 Doença de base MM recidiva precoce Transplante Pós Tx em QT Episódio Nº 25/09/09 de amostra 503 502 bacteremia BACTEC® 28/09/09 500 ou data da 510 amostra 02/08/09 05/12/09 06/05/09 13 HSP M 49 MM Tx 06/06/09 09/06/09 14 HSP M 53 18/01/09 MM Tx 31/01/09 30/01/09 04/02/09 15 HSP 16 HSP M 38 F 58 MM LMA/ SMD Tx Tx 08/02/09 02/03/09 04/02/09 08/03/09 14/03/09 23/10/08 17 HSP 18 HSP 19 HSP 20 HSP F 47 F 62 F 52 F LLC Tx 14/11/08 20/11/08 22/11/08 17/06/09 LLA Pré Tx MM Pré Tx 20/06/09 LMA/SMD Pós Tx 28/09/09 02/03/09 483 474 17 397 404 340 337 327 324 328 334 429 12 21 42 30 40 27 32 46 8 39 6 14 10 7 35 20 22 48 469 62 51 508 511 515 Microrganismo isolado NHCBAna NHCBA hemocultura NHCBA NHCBA S. pneumoniae S. pneumoniae NHCBA NHCBA NHCBA E. faecium E. faecium E. faecium NHCBA NHCBA NHCBA BGNNF Acinetobacter spp. NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA K. pneumoniae NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA E. faecalis Teste de Sensibilidade (Phoenix®) R a Glicopepitídeos R a Glicopepitídeos R a Glicopepitídeos R a Caefalosporinas e R Carbapenens R a Caefalosporinas e R Carbapenens R a Cefalosporinas/ S a Carbapenens S a Glicopeptídeos PCR em Tempo - Real para genes de resistência ND ND vanA vanA vanA ND ND blaCTX* ND 91 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital Sexo/ Idade 50 M 56 21 HSP Doença de base LNH Linfoblástico Transplante Tx Episódio Nº de amostra 501 2 bacteremia BACTEC® 09/12/08 18 ou data da 31 amostra 12/12/08 F 69 22 HSP LMA Pré Tx em indução 14/02/09 23/04/09 01/05/09 F 23 23 HSP LH Tx 02/05/09 04/05/09 11/05/09 09/12/08 18/12/08 M 23 24 HSP LNH Tx 21/12/08 21/02/09 M 21 25 HSP 26 HSP 27 HSP F 28 M 27 Adenodistrofia Tx LLA (reicidiva) Tx LLA Tx 05/02/09 06/02/09 30/12/08 08/04/11 20/03/11 9 58 61 415 430 420 410 400 419 424 412 398 413 396 339 332 331 36 28 57 33 34 16 26 423 418 421 422 427 401 425 5 625 620 619 622 Microrganismo isolado E. faecalis na NHCBA hemocultura NHCBA NHCBA E. faecium NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA S. epidermidis S. epidermidis S. epidermidis NHCBA Teste de Sensibilidade (Phoenix®) S a Glicopeptídeos R a Glicopepitídeos R a Oxacilina R a Oxacilina R a Oxacilina PCR em Tempo ND Real para genes de resistência ND vanA blaCTX* blaCTX* mecA mecA mecA - 92 RESULTADOS Nº Paciente e Sigla do Hospital 28 HSP Sexo/ Idade F Doença de base Transplante 28 SMD M 29 IOP LMA 04 30 IOP F 25 SE 31 IOP M 13 Aplasia Medular 32 IOP F 01 LLA 33 IOP M Ca de pineal M – masculino; F – feminino; R: Resitência; S: Pré TX Episódio Nº de amostra 623 621 bacteremia BACTEC® 29/03/11 626 ou data da 28/03/11 624 amostra 12/04/11 94GR 19/05/11 88GR Tx 11/04/11 89GR Pós Tx 04/11/10 7GR Tx 26/03/11 61GR Pré Tx 31/03/11 66GR Sensibilidade; ND: Não Detectado; Tx Microrganismo isolado NHCBAna NHCBA hemocultura Teste de Sensibilidade (Phoenix®) PCR em Tempo - Real para genes de resistência NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA NHCBA A. baumannii S a Carbapenens ND E. coli R a Cefalosporinas e S Carbapenens ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA Tx – Transplante; QT – quimioterapia; NHCBA – Não houve cresciemento bacteriano; IOP – Instituto de Oncologia Pediátrica; GR – GRAACC; * amostras consideradas não detectadas após considerar o Ct do LoD. 93 RESULTADOS Tabela 12: Resultados da identificação fenotípica pelo sistema automatizado Phoenix® e da PCR em Tempo Real dos frascos de hemocultura BACTEC® e dos tubos de EDTA K2 gel coletados pareados. Nº Paciente e Sigla do Hospital Episódio bacteremia ou data da amostra Nº amostra ® BACTEC Nº amostra EDTA Microrganismo isolado na hemocultura PCR em Tempo Real GP/GN ® BACTEC PCR em Tempo Real GP/GN EDTA PCR em Tempo Real específico ® BACTEC PCR em Tempo Real específico EDTA 02 HSP 26/01/2009 23 16 NHCBA ND ND - Aspergillus spp. 09/05/2009 329 3 NHCBA ND ND - - 11/05/2009 351 6 NHCBA ND ND - - 04/12/2012 24 14 Enterobacter cloacae ND ND E. cloacae E. cloacae* 02/12/2008 19 20 NHCBA ND ND - - 14/12/2008 4 13 NHCBA ND ND - - 30/12/2008 13 15 NHCBA ND ND - - 08 HSP 09/10/2008 1 17 NHCBA ND ND - - 09 HSP 29/05/2008 341 1 NHCBA ND ND - - 12 HSP 05/12/2009 17 24 NHCBA ND ND - - 13 HSP 09/06/2009 324 19 NHCBA ND ND - Enterococcus spp. 14 HSP 30/01/2009 12 11 Acinetobacter sp ND ND ND A. baumannii* 04/02/2009 30 18 NHCBA ND ND - - 08/02/2009 32 8 NHCBA ND ND - - 02/03/2009 8 21 K. pneumoniae GN ND ND Aspergillus spp. 4 NHCBA ND ND - - 08/03/2009 6 9 NHCBA ND ND - - 03 HSP 05 HSP 07 HSP 15 HSP 16 HSP 17 HSP 14/03/2009 14 2 NHCBA ND ND - 23/10/2008 10 23 NHCBA ND ND - - - Enterococcus spp. 21 HSP 09/12/2008 2 22 NHCBA ND ND 24 HSP 21/12/2008 16 12 NHCBA ND ND - SCoN*/Candida spp. 26 HSP 27 HSP 21/12/2008 421 5 NHCBA GP GP SCoN/Candida spp. 30/12/2008 5 10 NHCBA ND ND - - 619 43 S. epidemidis GP ND SCoN SCoN 620 44 S. epidemidis GP ND SCoN SCoN GP ND 08/04/2011 45 625 S. epidemidis 73 SCoN SCoN GP ND ND 28 HSP 28/03/2011 624 72 NHCBA ND ND SCoN SCoN/Aspergillus spp. 29 IOP 12/04/2011 94GR 49GR NHCBA ND ND - - 30 IOP 11/04/2011 89GR 68GR NHCBA ND ND - - HSP- Hospital São Paulo; IOP – Instituto de Oncologia Pediátrica; GP – Gram positivo; GN – Gram negativo; NHCBA - Não houve crescimento bacteriano; SCoN – Staphylococcus coagulase negativo; ND – Não Detectado; GR – GRAACC. * amostras consideradas não detectadas após considerar o Ct do LoD. 94 RESULTADOS Tabela 13: Resultados da detecção fenotípica pelo sistema automatizado Phoenix® e da PCR em Tempo Real para detecção de resistência aos antimicrobianos dos frascos de hemocultura BACTEC® e tubos de EDTA K2 gel coletados pareados. Nº Paciente e Sigla do Hospital Episódio bacteremia ou data da amostra Nº amostra BACTEC® Nº amostra EDTA Microrganismo isolado na hemocultura Teste de Sensibilidade da hemocultura (Phoenix®) PCR em Tempo Real para genes de resistência BACTEC® PCR em Tempo Real para genes de resistência EDTA 02 HSP 26/01/2009 23 16 NHCBA NR ND ND 09/05/2009 329 3 NHCBA NR ND ND 11/05/2009 351 6 NHCBA NR ND ND 04/12/2008 24 14 Enterobacter cloacae R a cefalosporinas ND ND 02/12/2008 19 20 NHCBA NR ND ND 14/12/2008 4 13 NHCBA NR ND ND 30/12/2008 13 15 NHCBA NR ND ND 08 HSP 09/10/2008 1 17 NHCBA NR ND ND 09 HSP 29/05/2008 341 1 NHCBA NR ND ND 12 HSP 05/12/2009 17 24 NHCBA NR ND ND 13 HSP 09/06/2009 324 19 NHCBA NR ND ND ND ND 03 HSP 05 HSP 07 HSP 14 HSP 15 HSP 30/01/2009 12 11 Acinetobacter spp. R a cefalosporinas e Carbapenêmicos 04/02/2009 30 18 NHCBA NR ND ND 08/02/2009 32 8 NHCBA NR ND ND 21 K. pneumoniae R a cefalosporinas/ S a Carbapenêmicos ND blaSHV* 4 NHCBA NR ND ND 9 NHCBA NR ND ND 02/03/2009 8 08/03/2009 6 16 HSP 14/03/2009 14 2 NHCBA NR blaCTX ND 17 HSP 23/10/2008 10 23 NHCBA NR ND ND 21 HSP 09/12/2008 2 22 NHCBA NR ND ND 24 HSP 21/12/2008 16 12 NHCBA NR ND ND 21/12/2008 421 5 NHCBA NR ND ND 30/12/2008 5 10 NHCBA NR ND ND 619 43 S. epidemidis R a Oxacillina mecA ND 620 44 S. epidemidis R a Oxacillina mecA ND 45 S. epidemidis R a Oxacillina mecA mecA* 26 HSP 27 HSP 08/04/2011 625 73 S. epidemidis R a Oxacillina mecA ND 28 HSP 28/03/2011 624 72 NHCBA NR ND ND 29 IOP 12/04/2011 94GR 9GR NHCBA NR ND ND 30 IOP 11/04/2011 89GR 8GR NHCBA NR ND ND HSP: Hospital São Paulo; IOP :Instituto de Oncologia Pediátrica; GP – Gram positivo; GN – Gram negativo; NHCBA - Não houve crescimento bacteriano; SCoN – Staphylococcus coagulase negativo; ND – Não Detectado; GR – GRAACC.; R: Resitência; S: Sensibilidade; NR: Não Realizado; * amostras consideradas não detectadas após considerar o Ct do LoD. 95 RESULTADOS 5.5. Concordância do PCR em Tempo Real com os Testes Fenotípicos A concordância entre os testes fenotípicos e PCR em Tempo Real foi avaliada em todas as amostras que apresentaram valores positivos de Ct, incluindo também as amostras que apresentaram resultado de PCR não detectado após considerar o Ct do LoD 5.5.1. Concordância entre a Identificação Fenotípica versus PCR em Tempo Real das Amostras de Frascos de Hemocultura BACTEC® Os cálculos de concordância entre os métodos avaliados foram realizados com 160 amostras de frascos de hemocultura BACTEC® (Tabela 10). A análise de concordância mostrou coeficiente Kappa 0,482 entre o Gram da hemocultura e a PCR em Tempo Real com sondas Gram negativa (GN) e Gram positiva (GP). A concordância foi considerada moderada segundo os critérios sugeridos por Landis e Koch apud Everitt (1992, p.149). A concordância foi boa, com um Kappa 0,790, entre a identificação automatizada do microrganismo e PCR Tempo Real Espécie-Especifico. 5.5.2. Concordância entre a Identificação Fenotípica versus PCR em Tempo Real das Amostras de tubos de EDTA K2 GEL Os cálculos de concordância entre os métodos avaliados foram realizados com 23 amostras (Tabela 12). A análise de concordância mostrou coeficiente Kappa 0,349 entre a identificação automatizada do microrganismo e a PCR em Tempo Real das amostras dos tubos de EDTA K2 gel. A concordância foi 96 RESULTADOS considerada moderada segundo os critérios sugeridos por Landis e Koch apud Everitt (1992, p.149). 5.5.3. Concordância entre os Frascos de Hemocultura BACTEC® versus Tubos de EDTA K2 GEL por PCR em Tempo Real Os cálculos de concordância entre os métodos avaliados foram realizados com 23 amostras. A análise de concordância mostrou coeficiente Kappa 0,796. A concordância foi considerada boa segundo os critérios sugeridos por Landis e Koch apud Everitt (1992, p.149). 5.5.4. Concordância entre os Testes Fenotípicos e PCR em Tempo Real na Detecção de Resistência aos Antimicrobianos Com relação aos resultados de susceptibilidade à oxacilina liberados pelo sistema automatizado Phoenix® e a detecção do gene mecA pelo método da PCR em Tempo Real, houve concordância em 9 amostras. Seis amostras foram discordantes, três amostras de SCoN com resistência à oxacilina não apresentaram PCR positiva para o gene mecA, enquanto três isolados identificados como sensíveis à oxacilina foram positivos para o gene mecA por PCR em Tempo Real. Para resistência à vancomicina a concordância foi de 100% entre o teste fenotípico e a detecção molecular do gene vanA (Tabela 11). Das cinco amostras com resultado positivo para os genes que codificam as ESβL, somente uma amostra apresentou resultado concordante pelo método fenotípico (Tabela 11). 97 RESULTADOS 5.5.5. Medidas de Eficácia Diagnóstica Em relação aos resultados entre o método automatizado e a PCR em Tempo Real para as sondas Gram positiva e Gram negativa o VPP, VPN, prevalência e acurácia foram de 51,51%, 92,91%, 16,25% e 84,3%, respectivamente (Tabela 14). Entre o método automatizado e a PCR em Tempo Real para as sondas espécie-especificas o VPP, VPN, prevalência e acurácia foram de 72,72%, 99,21%, 15,62% e 91,8%, respectivamente. Os resultados estão apresentados na Tabela 14. Tabela 14: Valores de VPP, VPN, sensibilidade, especificidade, acurácia e prevalência dos PCR em Tempo Real em relação ao sistema automatizado Phoenix®. PCR GP/GN e Phoenix ® PCR Espécie-Especifico e Phoenix Sensibilidade 0,6538 0,9600 Especificidade 0,8805 0,9333 VPP 0,5151 0,7272 VPN 0,9291 0,9921 Prevalência 0,1625 0,1562 Acurácia 0,8437 0,9187 GP- Gram positivo; GN – Gram negativo; VPP – valor preditivo positivo; VPN – valor preditivo negativo 98 ® RESULTADOS 5.6. Correlação dos Resultados de Liberação pelo Método Fenotípico e do PCR em Tempo Real com a Adequação do Uso de Antimicrobianos nos Pacientes Submetidos à TCTH Trinta e três hemoculturas foram positivas pelo sistema automatizado Phoenix®, sendo que 23 foram identificadas como bactérias Gram positivas e 10 como Gram negativas (Tabela 10). Estas amostras positivas foram coletadas de 14 pacientes. Dos 10 casos em que os pacientes receberam tratamento inadequado antes da liberação do Gram, seis foram hemoculturas positivas para Gram positivo e três para Gram negativo. Dois pacientes apresentaram episódios com amostras que apresentaram detecção mista de microrganismos pelo sistema automatizado. Na hemocultura de um paciente foi identificado S. epidermidis e C. freundii, e no outro S. epidermidis e P. putida. A adequação do tratamento, de acordo com o tempo de liberação dos resultados do Gram e final da hemocultura podem ser observadas na Tabela 15. Durante o tratamento empírico, isto é, antes da liberação do resultado do Gram, em 66,66% (10/14) dos casos os pacientes recebiam tratamento considerado inadequado. Após o resultado final da hemocultura 33,33% (6/14) pacientes tiveram o tratamento corrigido. Na avaliação final, a terapia antimicrobiana foi considerada inadequada em apenas um caso (6,66%), no qual o microrganismo identificado foi Acinetobacter spp. resistente a carbapenêmicos e o paciente que estava em uso de imipenem que foi trocado para ciprofloxacina. Dos sete casos de hemoculturas identificadas como Gram positivos em que os pacientes receberam tratamento inadequado antes da liberação do Gram, em três dos pacientes foram identificados SCoN. Em dois pacientes foram identificadas amostras de SCoN resistentes à oxacilina pelo sistema 99 RESULTADOS automatizado. Em três pacientes foram identificadas amostras de SCoN com gene mecA positivo, um desses pacientes estava sem tratamento antimicrobiano e foi introduzida vancomicina, o outro estava em uso de vancomicina. O último paciente apresentou infecção mista e foi associada à amicacina na terapia antimicrobiana. As amostras 445 e 45 referentes ao paciente 2HSP obtiveram sensibilidade à oxacilina pelo sistema automatizado, porém essas amostras foram PCR positivas para o gene mecA. Neste caso, o paciente recebeu vancomicina no tratamento após o resultado final da hemocultura, sendo assim, a terapia foi considerada adequada. Em três pacientes foram identificados Enterococcus spp., sendo dois E. faecium e um E. faecalis. Os pacientes com infecção por E. faecium estavam em tratamento com vancomicina e tiveram o tratamento corrigido para o uso de linezolida. O paciente no qual foi identificada infecção por E. faecalis sensível à vancomicina pelo sistema automatizado estava sendo tratado com cefepima e a antibioticoterapia foi corrigida para teicoplanina. O gene vanA foi encontrado apenas nas amostras que foram resistentes à vancomicina pelo sistema automatizado. Em um paciente foi identificado S. pneumoniae e este paciente estava sem uso de antimicrobiano, o que foi considerado inadequado e corrigido com a introdução de ceftriaxona. Dentre os três pacientes em que foram identificados Gram negativos com inadequação antes do resultado do Gram, em dois deles foram identificados bactérias Gram negativas e no outro houve identificação mista de microrganismos pelo sistema automatizado. As amostras foram identificadas como E. cloacae e foram ESβL positiva para o sistema automatizado, e na PCR foi encontrado o gene blaSHV. A terapia após o resultado final da hemocultura foi 100 RESULTADOS trocada de cefepima para imipenem. No outro paciente foi identificado um Acinetobacter spp. com resistência a carbapenêmicos pelo sistema automatizado. O paciente estava em tratamento com imipenem e posteriormente foi trocado por ciprofloxacina, e assim a terapia foi considerada inadequada após o resultado final da hemocultura. Não foram encontrados os genes de resistência avaliados no estudo para a amostra de Acinetobacter spp. Dentre as amostras de Gram negativos, duas amostras com blaSHV eram de pacientes que estavam em uso de cefepima e após resultado do antibiograma pelo sistema automatizado, os pacientes tiveram terapia alterada para imipenem. Três amostras de pacientes que estavam em uso de imipenem/meropenem antes do antibiograma tiveram a terapia mantida. Em uma amostra na qual foi detectada com gene blaSHV o paciente não estava em uso de antibióticoterapia no momento da coleta da hemocultura. 101 RESULTADOS Tabela 15: Resultado do teste de sensibilidade e da PCR em Tempo Real para genes que conferem resistência aos antimicrobianos e terapia antimicrobiana utilizada nos episódios de infecção de corrente sanguínea. DADOS DO PACIENTE Nº Paciente e Sigla do Hospital Episódio de bacteremia ou data da amostra 09/10/09 02 HSP DADOS DA AMOSTRA TRATAMENTO Microrganismo isolado (Phoenix®) Teste de Sensibilidade (Phoenix®) PCR em Tempo Real para genes de resistência BACTEC® PCR em Tempo Real para genes de resistência EDTA S. epidermidis S a Oxacilina mecA ND S. epidermidis S a Oxacilina ND ND S. epidermidis S a Oxacilina mecA ND C.freundii S Cefalosporinas e Carbapenemicos ND ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND E. cloacae R a cefalosporinas ND ND E. cloacae R a cefalosporinas ND ND E. cloacae R a cefalosporinas SCoN 20/12/09 05 HSP 06 HSP 09 HSP 04/12/08 05/03/09 08/05/08 SHV ND R a Oxacilina mecA ND SCoN R a Oxacilina mecA ND SCoN R a Oxacilina ND ND P. putida Não realizado - Não há padronização ND ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND bla Antibioticoterapia 48h antes da coleta de hemocultura Adequação após GRAM da hemocultura Adequação após resultado final da hemocultura Análise final da Terapia CIP + SUL/TRIM + CEFP + VAN NÃO NÃO Adequada CEFP + VAN Associou AMI NÃO Adequada SUL/TRIM + CEFP Trocou CEFP por IMI NÃO Adequada CIP, IMI, VAN NÃO NÃO Adequada CIP + SUL/TRIM + CEFP + CLARIT Introduziu VAN Modificou CEFP por IMI Corrigida 102 RESULTADOS DADOS DO PACIENTE Nº Episódio de Paciente bacteremia e Sigla do ou data da Hospital amostra DADOS DA AMOSTRA TRATAMENTO PCR em Tempo Real para genes de resistência ND BACTEC® PCR em Tempo Real para genes de resistência ND EDTA Microrganismo isolado (Phoenix®) Teste de Sensibilidade (Phoenix®) S. pneumoniae - S. pneumoniae - ND ND E. faecium R a Glicopepitídeos vanA ND E. faecium R a Glicopepitídeos vanA ND E. faecium R a Glicopepitídeos vanA ND 18/01/09 BGNNF R a Caefalosporinas e Carbapenêmicos ND ND 31/01/09 Acinetobacter spp. R a Caefalosporinas e Carbapenêmicos ND ND 15 HSP 02/03/09 K. pneumoniae R a Caefalosporinas S a Carbapenêmicos ND bla SHV E. faecalis S a Glicopeptídeos ND ND 20 HSP 28/09/09 E. faecalis S a Glicopeptídeos ND ND E. faecium R a Glicopepitídeos vanA ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND S. epidermidis R a Oxacilina mecA mecA A. baumannii S a Carbapenêmicos ND ND 12 HSP 13 HSP 02/08/09 06/06/09 14 HSP 21 HSP 12/12/08 27 HSP 08/04/11 31 IOP 32 IOP 04/11/10 26/03/11 E. coli S a Cefalosporinas e Cabapenêmicos ND ND Antibioticoterapia 48h antes da coleta de hemocultura Adequação após GRAM da hemocultura Adequação após resultado final da hemocultura Análise final da Terapia Nenhuma VAN Modificado para CRO Corrigida POLB, TEI Trocou TEI por LIN Associado GEN Corrigida IMI Trocou IMI por CIP NÃO Inadequada LEV + IMI +VAN NÃO Associado POLB Adequada CEFP + IMP Associou LIN Descalonado p/ TEI Corrigida VAN + CEFP VAN no CVC VAN por LIN Corrigida MER + VAN + ANFO NÃO NÃO Adequada Nenhuma MER + AMI NÃO Adequada MET + CEFP + VAN+ ANFO Suspenso MET e VAN NÃO Corrigida 33 IOP 31/03/11 S. epidermidis R a Oxacilina mecA ND CEFP NÂO NÃO Considerado contaminação R: Resistência; S: Sensibilidade; AMI: Amicacina; ANFO: Anfotericina; CEFP: Cefepima; CIP: Ciprofloxacina; CLARIT: Claritromicina; CRO: Ceftriaxona; GEN: Gentamicina; IMI: Imipenem; LEV: Levofloxacina; LIN: LInezolida; POLB: Polimixina B; SUL/TRIM: Sulfa-Trimetropim; TEI: Teicoplanina; VAN: Vancomicina; CVC: Cateter venoso central; HSP – Hospital São Paulo; IOP – Instituto Oncológico Pediátrico. 103 RESULTADOS 5.7. Detecção dos Microrganismos por Sequenciamento de DNA As amostras 445, 446, 450, 440, 23 EDTA, 501, 413 e 3 EDTA K2 GEL foram encaminhadas para o sequenciamento do gene 18S rDNA. Devido à presença de mais de um fungo em uma amostra, não foi possível identificar os fungos com o gene proposto, pois a técnica de sequenciamento não conseguiu discriminar mais de uma espécie de fungo por amostra. As amostras 398 e 410 não puderam ser encaminhadas ao sequenciamento, pois a reação de PCR convencional com os iniciadores 18S rDNA não mostrou produto amplificado. A sensibilidade da PCR convencional foi inferior à sensibilidade da PCR em Tempo Real SYBR Green. As amostras 391 e 397 também não apresentaram produtos amplificados na reação de PCR convencional para posteriormente realizar a reação de sequenciamento de DNA. 104 DISCUSSÃO 6. DISCUSSÃO A infecção de corrente sanguínea é a complicação infecciosa mais frequente em transplantado de célula tronco hematopoiética. Esta complicação é decorrente da imunodeficiência que os acompanha após o transplante (Poutsiaka et. al., 2007). Vários estudos ressaltam que as ICS continuam sendo uma importante causa de morbidade e mortalidade em pacientes transplantados, principalmente, naqueles afetados por neoplasias hematológicas (Maschmeyer et. al., 2008). Atualmente, a hemocultura ainda é o diagnóstico padrão para a identificação microbiológica de patógenos na corrente sanguínea (Mylotte & Tayara, 2000). A detecção precoce do patógeno causador é crucial para o tratamento antimicrobiano adequado, principalmente em casos de pacientes transplantados favorecendo uma maior chance de sobrevida e sucesso póstransplante (Maschmeyer et. al., 2011). A implantação de métodos moleculares resultou em um novo conjunto de métodos rápidos para o diagnóstico de ICS. Estes métodos são mais sensíveis e aumentam o número de casos com caracterização microbiológica laboratorial positiva, além de permitir uma redução no tempo de liberação de resultado (Engel et. al., 2007). A técnica da PCR estabeleceu uma nova era na identificação de microrganismos diretos de amostras clínicas. Diversos protocolos de PCR baseados na amplificação do gene 16S rDNA tem sido utilizados para detecção de DNA bacteriano diretamente de amostras clínicas coletadas de diferentes sítios infecciosos (Klausegger et. al., 1999; Shang et. al., 2001; Klaschik et. al., 2002b; Wellinghausen et. al., 2004; Shigemura et. al., 2005; Yang et. al., 2008; 105 DISCUSSÃO Wu et. al., 2008; Ohlin et. al., 2008). Além disso, a técnica de PCR também tem sido bastante utilizada na detecção de genes de resistência, incluindo amostras de corrente sanguínea. Desta forma, a detecção precoce tanto do microrganismo quanto do gene de resistência pode contribuir para a adequação do tratamento antimicrobiano, proporcionando assim, uma diminuição na morbi/mortalidade (Ferraresso & Berardineli, 2005). Os objetivos deste estudo foram: o desenvolvimento de protocolos para detecção, ausência e presença, dos microrganismos utilizando PCR em Tempo Real multiplex na triagem para diferenciação entre patógenos Gram positivos e Gram negativos; detecção de genes por PCR em Tempo Real com único alvo, para genes espécie-especificos, genes de resistência à antimicrobianos, e a detecção de fungos e leveduras. As reações de amplificação dos genes por PCR em Tempo Real foram realizadas diretamente em amostras de sangue coletadas em tubos com EDTA K2 gel e em frascos de hemocultura automatizado (BACTEC®). A mais importante característica que pode ser ressaltada na padronização da PCR em Tempo Real foi o tempo total para obter o resultado final. Considerando a extração de DNA diretamente de amostras clínicas de sangue periférico coletados em EDTA K2 gel, a reação de amplificação TaqMan para diferenciar Gram positivo e Gram negativo, seguida da reação para detectar genes de resistências, direcionados conforme os resultados da PCR, e por ultimo, as análises dos resultados, obteve tempo total de 8 horas. Comparado com outras ferramentas de diagnóstico baseados em PCR, a metodologia TaqMan Multiplex PCR não necessitou de análises posteriores, como restrição de produtos por RFLP (“Restriction Fragment Length Polymorphism”), etapas de hibridização com sondas de DNA e sequenciamento dos produtos amplificados para identificação das espécies bacterianas (Shang et. al., 2001; Wellinghausen 106 DISCUSSÃO et. al., 2004; Klaschik et. al., 2002b). No entanto, a PCR em Tempo Real SYBR Green para a detecção dos genes de resistência necessitou de um tempo maior, já que o fluoróforo aplicado nesta técnica utilizou uma curva de dissociação para analisar a temperatura de melting (Klaschik et. al., 2004). As temperaturas de melting (Tabela 4) encontradas neste estudo para os genes de resistência aos antimicrobianos mostraram boa especificidade. O Tm médios para os genes de resistência em Gram positivos foram de 71,92; 74,41 e 85,48 para mecA, vanB e vanA, respectivamente. E para os Gram negativos, apenas os genes blaKPC e blaSHV, obtiveram Tm próximos, 91,31 e 91,67; respectivamente. Os controles positivos utilizados na padronização obtiveram um desvio padrão máximo de 0,30 para os genes estudados. Além disso, a determinação dos Tm de cada produto amplificado após a diferenciação pela análise da curva de dissociação mostrou picos altos permitindo a diferenciação entre as várias sequencias de DNA. Estudos mostraram uma melhoria na especificidade de detecção de genes quando os produtos amplificados foram diferenciados por Tm (Klaschik et. al., 2004; Wellinghausen et. al., 2004). As especificidades dos nossos ensaios testados com vários microrganismos (Tabelas 1 e 6) não detectaram reação cruzada entre os DNA extraídos de amostras controles positivas. Entretanto, algumas reações mostraram sinais de fluorescência nos controles negativos para os genes 16S rDNA e o uidA, que identifica E. coli. Outros estudos reportaram que nas técnicas de PCR utilizando iniciadores universais, como 16S rDNA, ocorreu a detecção de DNA entre 500 e 1.000 cópias bacteriana por reação. Este limite de fundo, geralmente, foi detectado pela presença de DNA contaminante de E. coli nos reagentes não descontaminados. 107 DISCUSSÃO A descontaminação dos reagentes com o uso de DNAse I foi utilizados em alguns estudos e mostraram efeitos inibitórios nas etapas de amplificação (Corless et. al., 2000; Klaschik et. al., 2002a; Silkie et. al., 2008). A presença dos restos de bactérias contaminantes pode prejudicar sensibilidade e especificidade analítica dos ensaios de PCR em Tempo Real (Meier et. al., 1993; Klaschik et. al., 2002a). Quando a técnica de PCR em Tempo Real é utilizada para a detecção de patógenos em amostras clínicas com pequena quantidade de DNA a presença de sinal positivo para os controles negativos pode dificultar a interpretação dos resultados das amostras positivas (Klaschik et. al., 2002a). Desta forma, para a identificação dos principais patógenos foram selecionadas regiões alvos conservadas nos DNA de cada microrganismo e, portanto, mais adequada para diferenciação de espécies. Cada microrganismo foi diferenciado por sequências alvos bem descritas por vários autores e os sinais de fluorescência não foram detectados nos demais genes alvos (Desjardin et. al., 1998; Luong et. al., 2011; Hue et. al., 1999; Guiver et. al., 2001). Na detecção de patógenos por PCR em Tempo Real com abordagem qualitativa, presença/ausência, tem grande utilização definir o ciclo de corte (Ct “cutoff”), número do ciclo do PCR (Burns &Valdivia, 2008). A definição de um Ct de corte inadequado pode levar a erros de interpretação dos resultados da PCR em Tempo Real e gerar com sérias consequências (Larianov et. al., 2005). No presente estudo foram estabelecidos o Ct do LoD e Ct corte (“cutoff”) para todos os genes estudados seguindo as recomendações do documento EP17-A (CLSI, 2004). O limite de detecção de Unidade Formadora de Colônia (UFC) por reação para os respectivos genes em estudo mostrou o teste muito sensível, sendo possível a detecção dos genes na presença de 15 a 1,5 UFC por reação (Tabela 108 DISCUSSÃO 5), porém quando determinado o Ct “cutoff” e o LoD este limite aumentou a UFC por reação para a maioria dos genes avaliados (Tabela 8). Outros autores encontraram uma sensibilidade semelhante de 10 UFC/reação (Loonen et. al., 2011). Para E. coli e Klebsiella pneumoniae em frascos de cultura de sangue foram encontrados uma sensibilidade de 10 UFC/reação (Gerbet et. al., 2008 e Kurupati et. al., 2004). Alguns estudos relataram que a maioria dos episódios de bacteremia clinicamente significativos em adulto realizados por hemocultura quantitativa foi caracterizada por um numero baixo de bactérias circulando, 54% das hemoculturas de pacientes com endocardite obtiveram 1 a 30 UFC/mL de sangue. Em crianças, a magnitude da bacteremia, geralmente, foi inversamente proporcional à idade da criança (Werner et. al., 2008). Outro autor mostrou que em 73% dos pacientes com bacteremia por Gram negativos as hemoculturas tiveram menor que 10 UFC/mL de sangue (Kreger et. al., 1980). Dessa forma, a sensibilidade analítica em UFC/reação encontrada no nosso estudo limita a capacidade de diagnóstico de bacteremia nos pacientes se comparados com a sensibilidade teórica de um UFC/frasco de hemocultura quando inoculado 10 mL de sangue periférico. Entretanto, a hemocultura convencional, geralmente, necessita de um período de 1 a 3 dias para fornecer resultados de identificação das espécies e o antibiograma. E os resultados de sensibilidade analítica dos PCR em Tempo Real, até o presente momento, não podem substituir a hemocultura convencional, porém o tempo de liberação em 8 horas do PCR em Tempo Real para os genes em estudo pode proporcionar uma valiosa informação adicional aos médicos para um tratamento mais rápido. Alguns autores reportaram que a utilização de testes moleculares para a detecção precoce de microrganismo em corrente sanguínea e a detecção de genes de resistência ocasionou em 109 DISCUSSÃO contribuição para a adequação do tratamento antimicrobiano diminuindo a morbi/mortalidade (Ferraresso & Berardineli, 2005). A eficiência da reação de PCR em Tempo Real utilizando a metodologia de TaqMan Multiplex PCR em Tempo Real foi menor quando comparadas com a reação com amplificação de único alvo para PCR em Tempo Real TaqMan na detecção dos genes espécie-especificos. Outros autores também encontraram o mesmo resultado utilizando sondas para amplificação de dois alvos simultaneamente (Exner & Lewinski, 2002; Hayden, 2004; Mothershed & Whitney, 2006). A eficiência das reações de SYBR Green para os genes blaTEM, blaSHV, blaCTX-M e vanB foram menores em relação aos demais genes, provavelmente, pelo tamanho dos produtos amplificados, 700 a 1000 pb. Alguns estudos relatam que o tamanho dos produtos pode interferir na eficiência e sensibilidade dos testes de PCR (Dorak, 2006). No presente estudo, a prevalência de bactérias foi de 30,3% para Gram negativas e de 69,7% Gram positivas (Figuras 3 e 2). Em um recente estudo descritivo realizado no Hospital São Paulo por Goto e colaborados (2007), a ICS por Gram negativos foi de 32,9% e a mortalidade foi de 41% em sete dias quando causada por BGN multirresistente e 8,7% por outros agentes. A identificação precoce destes microrganismos para o sucesso terapêutico dos pacientes submetidos à TCTH e pacientes com doenças hematológicas submetidas à quimioterapia torna-se de extrema relevância. Observamos que a maior prevalência nas espécies de Gram positivas foi o gênero Staphylococcus (Figura 2). Dentre este, houve o predomínio de SCoN em relação a S. aureus. Nos SCoN foram detectadas altas taxas de resistência à oxacilina pelo sistema automatizado Phoenix®. Gales e 110 DISCUSSÃO colaboradores relataram em um estudo resultados semelhantes com prevalência de SCoN com alta resistência à meticilina (Gales et. al., 2009). No presente estudo houve 26% dos casos de ICS por enterococos, sendo 66,6% (4/6) VRE, com presença do gene vanA. Timmers e colaboradores (2002) relataram que este gênero é comumente isolado em pacientes transplantados e a transmissão nosocomial de Enterococcus resistentes à vancomicina (VRE) ocorre, frequentemente, em pacientes de hematológicos. Um estudo realizado em pacientes com câncer mostrou que a colonização por VRE estava presente em 93% dos pacientes que apresentavam o microrganismo E. faecium e em 67% dos pacientes colonizados por E. faecalis (Ghanem et. al, 2007). Rocchetti reportou em seu estudo a presença de Enterococcus spp em 8,3% dos casos de ICS (Rocchetti, 2011). O número de ICS causadas por bactéria produtoras de ESβL apresenta uma tendência crescente que expresa um impacto significativo sobre as taxas de mortalidade e os custos hospitalares (Tumbarello et. al., 2006). Encontramos nas espécies Gram negativas a prevalência de E. cloacae (Figura 3) com 100% de detecção de ESβL pelo sistema automatizado Phoenix®. Na avaliação da concordância entre a identificação pelo sistema automatizado Phoenix® e PCR em Tempo Real nas amostras dos frascos BACTEC® foram encontradas 16 amostras divergentes (Tabela 10). Estas amostras foram detectadas e identificadas pelos testes fenotípicos, porém não foram detectadas por PCR em Tempo Real. Este fato pode ser resultante da baixa eficiência da reação multiplex com as sondas Gram positiva e Gram negativa, uma vez que, destas 16 amostras, nove foram PCR em Tempo Real positivas para os genes espécie-especificos. 111 DISCUSSÃO Observamos que na comparação entre PCR em Tempo Real utilizando as sondas espécie-especificas e sondas para Gram positivo e Gram negativo (Tabela 10), a metodologia com detecção com único alvo foi maior em relação à detecção pela metodologia de TaqMan Multiplex PCR, provavelmente isso ocorreu devido à amplificação simultânea de sondas para dois alvos, já que reações multiplex apresentam menor sensibilidade de detecção quando comparadas a reações com amplificação de um único alvo (Exner & Lewinski, 2002; Hayden et. al., 2004; Mothershed & Whitney, 2006). A divergência encontrada entre a identificação por testes fenotípicos realizados no Phoenix® e PCR em Tempo Real utilizando os iniciadores para genes espécie-especificos foi de sete amostras. Estas amostras foram detectadas fenotipicamente, porém apresentaram resultados negativos para o PCR em Tempo Real (Tabela 10). Alguns autores atribuem este fato a presença de substâncias como proteína heme, IgG, sódio polianetolsulfonato e componentes do sangue presentes nos frascos BACTEC® (Al-Soud & Radstrom 2001; Engel et. al., 2007). Isso pode explicar uma possível queda da eficiência de amplificação da PCR em Tempo Real observada nas amostras com identificação pelos testes fenotípicos e não detectadas por PCR em Tempo Real. Resultados semelhantes também foram relatados por Varani e colaboradores (2009), que encontraram 16 amostras de frascos de hemocultura positivos (BacT/Alert 3D system® (BioMerieux Italia, Rome, Italy)) com resultado negativo pelo método de PCR em Tempo Real SeptiFast. Os microrganismos discordantes no estudo de Varani foram SCoN, S. aureus, E. coli, P. aeruginosa, S. maltophilia e E. cloacae. Kellog e colaboradores (2000) encontraram divergências na identificação para S. aureus e Staphylococcus coagulase negativo que foram detectados na hemocultura fenotipicamente e apresentaram PCR em Tempo Real negativa. 112 DISCUSSÃO Alguns estudos observaram que os frascos de hemocultura podem ter resultados negativos devido ao volume insuficiente de sangue coletado para a detecção de bactérias, e também o baixo nível de bacteremia (<10 UFC / mL) foi muito mais comum (até 68%) em pacientes pediátricos do que se acreditava anteriormente. Kellog e colaboradores (2000) concluíram que é necessário coletar até 4,5% do volume de sangue do paciente (cerca de 4 ml / kg) em pelo menos duas amostras de sangue para detectar baixas concentrações de patógenos. Na análise da concordância entre PCR em Tempo Real com sondas GN/GP e testes fenotípicos foram detectadas nove amostras pela PCR em Tempo Real que apresentaram resultados negativos pelo sistema BACTEC® (Tabela 10). A divergência encontrada foi PCR em Tempo Real positiva para a sonda Gram negativa nas amostras 57 e 26 coletas do mesmo paciente (Tabela 10), estas amostras foram coletadas com uma diferença de dois dias uma da outra. A PCR em Tempo Real com iniciadores para espécie-especificas identificou o microrganismo K. pneumoniae nestas mesmas amostras. Depois de 19 dias este paciente apresentou cultura com K. pneumoniae, porém, este frasco de hemocultura não foi enviado ao LEMC e não foi avaliado pela PCR em Tempo Real. Assim, a alta concentração de DNA detectada sugere que a contaminação nestas amostras parece menos provável (Tabela 16). Outra discordância entre os testes fenotípicos e PCR em Tempo Real encontrada foi a PCR em Tempo Real detectada pelas sondas Gram positivas que o sistema BACTEC® não detectou. As amostras 421, 423 e 5 EDTA K2 GEL (Tabela 12) foram coletadas no mesmo dia e apresentaram Ct de 36,5; 34,5 e 33,6; respectivamente. Este paciente apresentou dez dias antes cultura positiva para S. epidermidis, porém, esta amostra não foi encaminhada ao LEMC e não foi avaliada pela PCR. A PCR em Tempo Real com os iniciadores espécie113 DISCUSSÃO especificos que detectou o microrganismo SCoN foram consideradas negativas, mesmo apresentando Ct detectado (Tabela 16). Após o cálculo do Ct do LoD para SCoN estas amostras foram negativas pela PCR em Tempo Real. Portanto, a baixa concentração de DNA encontrada nestas amostras sugere a detecção de DNA de bactérias mortas sugerindo contaminação. Na avaliação da concordância a amostra 45 apresentou PCR positiva tanto para sonda Gram positiva quanto para sonda Gram negativa, com Ct que indicam alta concentração de DNA (Tabela 16). A hemocultura pelo sistema BACTEC® foi negativa. Este paciente depois de 16 dias apresentou hemocultura positiva para SCoN, porém, o frasco não foi encaminhado ao LEMC e, portanto, não foi avaliada por PCR. A concentração de DNA encontrada para Gram positivo sugere que não ocorreu contaminação, no entanto, para Gram negativo sugere contaminação. Já que não houve crescimento de nenhum microrganismo Gram negativo nas culturas anteriores ou posteriores a data da amostra analisada. A PCR com sondas espécie-especificas para SCoN obteve o Ct de nove. Outra amostra (560) apresentou PCR positiva para ambas as sondas GP/GN e o sistema automatizado Phoenix® identificou apenas o Gram negativo, Citrobacter freundii. A amostra 568 do mesmo paciente e coletada na mesma data da outra amostra, já apresentou concordância entre o teste fenotípico Phoenix® e PCR em Tempo Real para detectar Gram positivo. Desta forma, a sonda Gram positiva detectada na amostra 560 sugere pouco provável que seja contaminação por GP. Uma vez que o sistema automatizado Phoenix® identificou SCoN na amostra 568 e o Ct detectado de 21,6 sugere alta concentração de DNA. A PCR espécie-especifica detectou Ct oito para SCoN na amostra 560 e Ct 9,33 para amostra 568 (Tabela 16). 114 DISCUSSÃO As amostras 327, 337 e 340 coletadas do mesmo paciente obtiveram resultados positivos para sonda Gram positiva e foram concordantes com a identificação de E. faecium pelo sistema automatizado Phoenix®. A amostra 328 coletada três dias depois apresentou PCR positiva para sonda Gram positiva e identificação negativa pelo sistema automatizado Phoenix®. Portanto, a baixa concentração de DNA detectado com Ct 35,5 sugere ser contaminação. Outras amostras da mesma data tiveram resultados negativos para PCR (Tabela 10 e 16). Resultados semelhantes aos encontrados no nosso estudo também foram relatados por Lehmann e colaboradores (2008), que avaliaram a aplicação da PCR em Tempo Real na detecção de patógenos no sangue pelo Kit SeptiFast LightCycler® (Roche-Molecular Diagnosis) e comparou os resultados com os obtidos pelo BACTEC®. Lehmann e colaboradores (2008) detectaram 114 amostras pelo SeptiFast e 46 destas amostras foram negativas pelo sistema BACTEC®. Os resultados discordantes ocorreram tanto por algumas espécies identificadas pelo sistema BACTEC® não estarem presentes no kit SeptiFast® quanto podem ter sido consideradas contaminação na hemocultura. Em estudos, a taxa de amostras consideradas contaminadas por SCoN chega a ser de 26%, já que se trata de bactérias colonizantes da pele (Ikegaya et. al., 2010). Uma questão importante é se estes patógenos adicionalmente detectados por PCR em Tempo Real em frascos de hemocultura são clinicamente relevantes ou se não são apenas contaminantes, sendo importante a discriminação entre colonização e contaminação, ou infecção verdadeira. Em um estudo realizado Dierkes e colaboradores (2009) a maioria dos patógenos detectados apenas por SeptiFast® também estiveram presentes em outras amostras do mesmo paciente, sugerindo uma relevância clínica. Os resultados encontrados por estes autores estão em concordância com outros estudos, onde 115 DISCUSSÃO patógenos detectados adicionalmente por PCR estavam presentes em outras amostras do mesmo paciente (Mancini et. al., 2008; Louie et. al., 2008). Apesar de todas as divergências encontradas no nosso estudo a acurácia clínica mostrou um desempenho satisfatório para a maioria dos genes avaliados com uma área sob a curva ROC acima de 0,82. Os ensaios mostraram uma alta especificidade clinica pela curva ROC, acima de 99,5 % para todos os genes avaliados (Tabela 9). A menor área (0,73) foi encontrada para o gene espécieespecifico que detecta E. coli, provavelmente o desempenho foi prejudicado pela devido do DNA contaminante nos reagentes de PCR (Carroll et. al., 1999; Corless et. al., 2000). A sensibilidade clínica encontrada no presente estudo foi baixa para SCoN, provavelmente, este resultado pode estar relacionado à alta detecção deste microrganismo nas reações de PCR em Tempo Real, por estarem presentes como microrganismos colonizantes de pele (Ikegaya et. al., 2010). Observamos uma concordância moderada para o gene 16S rDNA com um coeficiente Kappa de 0,482, já para a PCR com sondas espécie-especificas o grau de concordância pelo Kappa foi 0,79 quando comparado com o sistema automatizado Phoenix®, e assim considerado uma boa concordância. No presente estudo, a PCR em Tempo Real para sondas Gram negativa e Gram positiva em comparação com a identificação pelo sistema automatizado Phoenix® mostrou sensibilidade de 65,38%, especificidade de 88,05%, VPP de 51,51% e VPN de 92,91%. Já para a PCR em Tempo Real com sondas espécieespecificas foi obtido 96% de sensibilidade, 93,33% de especificidade, 72,72% de VPP e 99,21% de VPN da PCR em comparação com o sistema automatizado Phoenix® (Tabela 14). 116 DISCUSSÃO Jordan & Durso (2005) apresentaram resultados melhores, pois encontraram 96% de sensibilidade, 99,4% de especificidade, 88,9% de valor preditivo positivo e 99,8% de valor preditivo negativo da PCR em comparação com o cultivo de 0,5-1,0 mL de sangue com frasco BACTEC®. No nosso estudo não foi realizada a etapa de enriquecimento e isso pode explicar a diferença entre os dois métodos em comparação com o que foi relatado por Jordan & Durso. Não podemos excluir que os nove resultados de PCR em Tempo Real positivos sem resultados concordantes com cultura positiva podem também resultar de contaminação. No presente estudo, as porcentagens de resultados falsos positivos, calculados pela curva ROC, utilizando amostras controle ATCC e amostras controles negativas de pacientes sem sinais de infecção de corrente sanguínea para PCR com sondas GP/GN foi de zero, considerando o LoD calculado. A PCR em Tempo Real com sondas espécie-especificas para A. baumannii, Enterococcus spp., P. mirabilis, S. marcescens e Salmonella spp. apresentaram os valores de falsos positivos calculados pela curva ROC de 41,2%, 15%, 35%, 20% e 10%, respectivamente (Tabela 9). Resultados semelhantes foram relatados por Chiquet e colaboradores, que encontraram resultados falsos positivos próximos de zero com a utilização de PCR convencional (Chiquet et. al., 2007; Chiquet et. al., 2008). Outros autores encontraram uma proporção de resultados falsos positivos de 5% utilizando Nested PCR para identificação de microrganismo. (Okhravi et. al., 2000; Therese et. al., 1998). Observamos a amplificação mista em duas amostras na detecção com sondas Gram positiva e Gram negativa. Estas amostras que apresentaram sinal misto também apresentaram picos mistos nos eletroferograma do sequenciamento com os iniciadores para o gene 16S rDNA, esta técnica não foi capaz de diferenciar dois microrganismos em uma mesma amostra. Outros 117 DISCUSSÃO autores detectaram um padrão de amplificação mista quando testadas sondas para classificação de Gram incluindo amostras de líquido sinovial, urina e sangue de pacientes com sepse, tanto com resultados positivos quanto negativos por cultura (Shigemura et. al., 2005; Yang et. al., 2008; Ohlin et. al., 2008). A detecção dos genes de resistência é especialmente valiosa em instituições que apresentam alta incidência de bacteremias devido à presença de bactérias multirresistentes. A implantação deste ensaio em pacientes de TCTH pode ajudar no direcionamento apropriado do tratamento antimicrobiano nas 2448 h antes dos resultados da cultura estar disponíveis. Dada às limitadas opções terapêuticas disponíveis, a detecção rápida dos genes de resistência pode assegurar a terapêutica ideal, e também um passo importante no controle da disseminação destes microrganismos multirresistentes. Na avaliação da concordância entre o teste fenotípico e PCR em Tempo Real para a detecção de resistência à vancomicina em amostras de Enterococcus spp. o sistema automatizado Phoenix® foi 100% concordante com a detecção do gene vanA por PCR em Tempo Real (Tabela 11). A discordância entre sistema automatizado Phoenix® e a detecção do gene mecA pelo método da PCR em Tempo Real foi em seis amostras. As amostras 445, 446 e 450 apresentaram sensibilidade à oxacilina pelo teste fenotípico e tiveram detectado o gene mecA (Tabela 11). Kuwahara-Araik sugere que a susceptibilidade corresponde ao controle transcriptacional mediado pelo repressor (mecI) e o indutor (mecR1) da expressão do mecA (Kuwahara-Araik et. al., 1996). Outra divergência mostrou a amostra 50 que apresentou resistência à oxacilina e não foi detectado o gene mecA (Tabela 11). Em um recente trabalho 118 DISCUSSÃO elaborado por Yanagihara e colaboradores, 2010, em que foi avaliada a concordância entre a detecção de isolados de Staphylococcus resistentes a oxacilina pelo método fenotípico e a detecção do gene mecA pelo Kit de detecção SeptiFast®, o método molecular não foi capaz de detectar o gene mecA em duas amostras. Os autores sugerem que isto foi devido à diferença de sensibilidade entre os dois testes (um foi realizado direto da amostra clinica e o outro direto do isolado). Entretanto, em um estudo recente foi detectado duas amostras de MRSA com resistência a oxacilina e detecção do gene mecA negativa por vários métodos, nestas amostras foi encontrado o novo SCCmec tipo XI, que apresentou varias divergências entre os genes mecA, mecI, mecR1, blaZ e ccr. Desta forma, os isolados bacterianos que apresentarem fenótipos de resistência incompreensível com resistência a meticilina e mecA negativos, precisam ser melhor caracterizados e submetidos à detecção do elemento SCCmec tipo XI e quando positivos, devem ser tratados como MRSA (Shore et. al., 2011). Quando comparado os resultados dos testes de susceptibilidade em isolados Gram negativos pelo sistema automatizado Phoenix® em relação a PCR em Tempo Real, houve concordância em apenas uma amostras na detecção dos genes de resistência. No entanto não foram avaliados neste estudo a prevalência de ESβL dos grupos VEB, GES, PER e OXA, que eventualmente podem ser encontradas compondo um mesmo integron, estes grupos de ESβL foram relatadas esporadicamente em alguns países da América do Sul (Celenza et. al., 2006; Dropa et. al., 2010; Vignoli et. al., 2005). A amostra oito foi sugestiva de produção de ESβL pelo antibiograma do sistema automatizado Phoenix®, porém, a PCR para os genes em estudo, que codificam a produção de β-lactamases, apresentaram resultados negativos para 119 DISCUSSÃO esta amostra. A amostra 21 EDTA K2 gel do mesmo paciente coletada na mesma data obteve PCR positiva para o gene blaSHV (Tabela 13). As amostras 24, 29 e 37 coletadas na mesma data de um paciente e foram sugestivas para ESβL pelo sistema automatizado Phoenix® e apenas uma das amostras foi positiva para o gene blaSHV. A PCR em Tempo Real com sondas espécie-especificas detectou o Ct 34,36; 31,9 e 16,6 respectivamente para estas amostras acima citadas (Tabela 16). E apenas a amostra com Ct 16,6 apresentou positividade para os genes de resistência avaliados. Isso pode explicar o fato das duas amostras com Ct maiores, e assim concentrações menores de DNA, apresentarem resultados negativos para os genes estudados, provavelmente estas duas amostras tiveram uma quantidade menor de microrganismo inoculados nos frascos de BACTEC® e por isso a PCR foi negativa. Alguns estudos evidenciaram que o volume insuficiente de sangue inoculado nos frascos de BACTEC® em pacientes pediátricos é mais comum do que se acreditava, e concluíram que é necessário coletar até 4,5% do volume de sangue (cerca de 4 mL/Kg) em pelo menos duas culturas de sangue para detectar baixas concentrações de patógenos no sangue (Kellogg et. al., 2000). A sensibilidade calculada pela curva ROC encontrada no nosso estudo para os genes blaTEM e blaCTX foi próximo a 70%, a menor sensibilidade foi de 25% para o gene blaSHV. As especificidades calculadas pela curva ROC foi próximo a 100% (Tabela 9). Para PCR em Tempo Real quanto maior o tamanho do produto de amplificação maior é a especificidade e menor a sensibilidade do teste. E a baixa sensibilidade encontrada nestes genes pode ser devido ao tamanho dos produtos amplificados (Dorak, 2006), pois os iniciadores utilizados para estes genes formam produtos de amplificação entre 700 a 1000pb. 120 DISCUSSÃO Considerando que se trata de um teste elaborado para ser aplicado diretamente em amostras clínicas, há a prioridade de manter uma boa sensibilidade com uma boa especificidade. O desenho de iniciadores com menores tamanhos de produtos amplificados pode melhorar a sensibilidade do método. Um programa de vigilância, TRANSNET, composta por uma rede de 23 centros de transplante nos Estados Unidos, estudou prospectivamente a epidemiologia da infecção fúngica invasiva entre órgãos sólidos e células-tronco nas populações de transplantados por um período de cinco anos e observou a incidência global da infecção fúngica invasiva em populações de TCTH e encontrou 3,4%, um pouco menor do que as estimativas anteriores. Além disso, a aspergilose invasiva superou a candidíase invasiva como a infecção fúngica invasiva mais comum encontrada em TCTH. O Aspergillus spp. foi responsável por 43% das infecções e Candida spp. representou 28%, seguido por Fusarium spp. e Scedosporium spp. (16%) e, Zygomycetes spp. (8%). As infecções causadas por Fusarium spp. foram associadas com a sobrevida mais baixa em um ano (6%), entretanto, a sobrevida em pacientes com zigomicose (28%) e Candidíase invasiva (34%) não foi substancialmente melhor (Person et. al., 2010). No nosso estudo foram observadas quatro amostras, de dois pacientes, positivas na PCR em Tempo Real para Candida spp., sendo duas amostras de Candida albicans. O paciente que apresentou duas amostras com PCR positiva, o Ct da primeira amostra foi de 26,99 e o da amostra seguinte foi de 17,11 (Tabela 16), sugerindo que a quantidade de DNA da Candida albicans presente no sangue aumentou depois de dois dias. Este paciente apresentou cultura positiva para leveduras um mês e dez dias antes da amostra em que foi realizada a PCR. O fungo identificado na cultura foi C. albicans, sugerindo que o DNA detectado nas amostras posteriores a cultura, podem ser de DNA de 121 DISCUSSÃO leveduras mortas. Os resultados positivos de PCR em uma amostra não indicam necessariamente a presença de candidíase sistêmica, no entanto, foi observado que a amostra coletada dois dias depois obteve um aumento do Ct, e a paciente foi a óbito em 20 dias após o resultado da última amostra de PCR em Tempo Real. Outros estudos relataram que os métodos moleculares foram capazes de diagnosticar infecções fúngicas antes de manifestações clínicas e, portanto, em pacientes com doenças hematológicas que receberam quimioterapia múltipla e tratamentos com esteróides, e que estavam neutropênicos em diferentes estágios de sua doença, o DNA pode ser identificado antes de manifestações clínicas (Herbat et. al. 2000; Badiee et. al., 2009). No presente estudo, cinco pacientes apresentaram PCR positiva para Aspergillus spp. sem cultura positiva (Tabela 10 e 12). Em um estudo foi evidenciado que a PCR obteve uma sensibilidade de 19,4 vezes maior do que a cultura para identificação de Aspergillus spp. (Badiee et. al., 2009). Badiee e colaboradores (2009) observaram que os pacientes tiveram detectadas pequena quantidades de DNA, mesmo na presença de sinais clínicos e / ou radiológicos e até mesmo pouco antes da morte. Observamos que a sensibilidade clínica do PCR em Tempo Real determinada pela curva ROC foi de 94,7%, este valor foi maior do que os 91,6% detectados por Badiee e colaboradores (2009). Estudos relataram que os métodos moleculares podem ajudar a detectar as infecções fúngicas antes achados clínicos. No entanto, alguns resultados obtidos com a detecção do DNA de Aspergillus spp. em pacientes não conseguem distinguir uma contaminação esporádica de uma aspergillemia transitória (Loeffler et. al., 1999). As amostras 445, 446, 450, 440, 23 EDTA, 501, 413 e 3 EDTA K2 GEL apresentaram o resultados positivos para PCR em Tempo Real com o iniciador 122 DISCUSSÃO genérico para o gene 18S rDNA para detecção de fungos. O resultado do sequenciamento para estas amostras foi inconclusivos quanto à identificação fúngica, o eletroferograma mostrou vários picos em uma mesma posição, sugerindo mais de um microrganismo por amostra. Portanto, estas amostras sugerem a presença de contaminantes. Os fungos são ubíquos no ambiente, portanto, um PCR com iniciadores genéricos tem maior probabilidade de amplificar produtos de DNA que são o resultado de contaminação exógena (Loeffler et. al., 1999). Nossos protocolos de extração de DNA foram realizados em fluxo laminar e controles negativos foram introduzidos para minimizar a taxa de falso positivo, tanto quanto possível. No entanto, vários estudos evidenciaram a contaminação exógena de amostras clínicas com fungos (Weems et. al., 1987). A aplicação de um método molecular para o diagnóstico direto de amostras clínica apresenta como principal objetivo uma redução no tempo de liberação do resultado final, para permitir uma escolha adequada da terapia antimicrobiana em menor tempo, obtendo como resultado uma maior sobrevida dos pacientes. A padronização aqui apresentada, leva em média 8 horas para ser executada, desde o recebimento da hemocultura positiva ou negativa pelo sistema automatizado BACTEC® até o resultado dos genes de resistência por PCR em Tempo Real. Considerando que, no momento em que o método molecular é realizado direto do frasco de hemocultura já foi realizada a coloração de Gram pelo laboratório de análises clínicas, o resultado de Gram positivo e Gram negativo pelo método molecular pode não colaborar na rapidez do resultado. No entanto, para as amostras de sangue em tubo de EDTA K2 gel, o tempo de liberação do resultado seria de aproximadamente 8 horas, muito superior ao do sistema automatizado Phoenix®. 123 DISCUSSÃO A detecção de bactérias Gram negativas e Gram positivas pelo método molecular podem ser realizadas no mesmo dia em que é feita a PCR em Tempo Real para pesquisar de genes que conferem resistência. Desta forma, o método molecular poderia ser útil na antecipação do resultado do gene de resistência, uma vez que a liberação do resultado final da hemocultura levou de 3 a 4 dias para ser liberado pelo laboratório clínico. No entanto, os testes por PCR em Tempo Real para a detecção dos genes de resistência não é capaz de detectar todos os mecanismos de resistência que os microrganismos podem expressar. De acordo com os dados clínicos baseados nos critérios das fichas dos pacientes do nosso estudo, o tratamento empírico foi inadequado em 66,6 % dos casos em que houve ICS causada por bactérias, e 33,3% foram considerados inadequados após a liberação do Gram, porém, foram corrigidos, e apenas 6,66% mantiveram-se inadequados após o resultado final da hemocultura pelo laboratório clínico (Tabela 15). Na literatura há relatos de taxas de até 23,5% de tratamentos empíricos inadequados, sendo que 54% são em ICS por bactérias Gram negativas (Zaragoza et. al., 2003). Nas hemoculturas com detecção de Gram positivos observamos uma inadequação antimicrobiana empírica em 50% dos pacientes na coleta da hemocultura, este resultado diminuiu para 20% quando foi liberado o resultado do Gram da hemocultura pelo laboratório clínico. A liberação final da hemocultura incluindo o antibiograma modificou a inadequação restante (Tabela 15). No presente estudo não foi observado resultados positivos para detecção e identificação de S. aureus pelos métodos fenotípicos e moleculares. A concordância entre os métodos fenotípicos e PCR em Tempo Real para identificação de SCoN e detecção do gene mecA em frascos de hemocultura 124 DISCUSSÃO BACTEC® traria pouca contribuição na adequação antimicrobiana. Observamos uma sensibilidade à oxacilina pelo método fenotípico com detecção do gene mecA por PCR em Tempo Real nos três frascos de hemocultura BACTEC® provenientes de um episódio de ICS (Tabela 15). Nos critérios baseados pelas fichas clínicas, este episódio apresentou adequação antimicrobiana e o nosso resultado molecular traria pouca contribuição para a adequação antimicrobiana nessa população de pacientes. A discordância encontrada entre sistema automatizado Phoenix® e PCR em Tempo Real para detecção de sensibilidade à oxacilina mostrou que mesmo com a resistência à oxacilina detectada pelos testes fenotípicos com a não detecção do gene mecA por PCR, o teste molecular traria pouca contribuição na adequação antimicrobiana. Cattoir e colaboradores (2011) relataram em um estudo a concordância de 100% entre o método fenotípico e molecular para detecção do gene mecA em isolados do gênero Staphylococcus. No entanto, muitos dos casos foram definidos como uma possível contaminação da amostra pelo microrganismo isolado. Cattoir e colaboradores (2011) avaliou a possibilidade de interferência do método molecular na adequação da antibióticoterapia e concluiu que a rápida identificação de S. aureus e determinação de suscetibilidade à oxacilina usando uma técnica de PCR não obteve impacto clínico. Nos três pacientes com identificação de Enterococcus spp. (dois E. faecium e um E. faecalis) com resistência à vancomicina pelo sistema automatizado Phoenix®, os resultados da PCR positiva para gene vanA ocasionaria benefício na adequação antimicrobiana (Tabela 15). Estes pacientes estavam em tratamento com vancomicina e tiveram o tratamento corrigido para o uso de linezolida. 125 DISCUSSÃO No presente estudo avaliamos também o descalonamento da antibioticoterapia. De acordo com os resultados apontados, a PCR poderia ser benéfica em um paciente com cultura positiva para Enterococcus faecium sensível à vancomicina com uso de linezolida, no qual houve o descalonamento para teicoplanina (Tabela 15). Este caso poderia ter sido beneficiado pelo resultado negativo para o gene vanA e a antibioticoterapia poderia ter sido modificada para glicopeptídio antes do resultado do sistema automatizado Phoenix®. Para os bacilos Gram negativos observamos 50% de inadequação antimicrobiana empírica nos pacientes na coleta da hemocultura e para os bacilos Gram negativos não fermentadores esta inadequação foi de 100%. Na liberação do resultado do Gram da hemocultura pelo laboratório clínico, este resultado diminuiu para 0% para os bacilos Gram negativos e 50% para os bacilos Gram negativos não fermentadores, correspondente aos 6,66% da inadequação antimicrobiana dos Gram negativos (Tabela 15). Para enterobactérias, observamos uma inadequação no momento da coleta da hemocultura que foi totalmente corrigida no resultado final da hemocultura. Para os bacilos Gram negativos não fermentadores manteve esta inadequação após o resultado final da hemocultura. Não houve detecção de metalo-β-lactamase nas amostras estudadas, no entanto, não foram pesquisados os genes OXA que conferem resistência aos carbapenens. Em algumas amostras, não houve a detecção do mecanismo de resistência, ou porque como sugerido anteriormente, o método da PCR para alguns genes estudados não foi sensível o suficiente para detectá-los direto da hemocultura, ou porque se tratava de outro mecanismo. Em bactérias Gram negativas há uma extensa gama de mecanismos que podem levar a resistência 126 DISCUSSÃO nessas bactérias. Entre eles, outras carbapenemases além das que foram estudas como, por exemplo, as carbapenemases do tipo OXA, além de alterações em porinas, outras ESβL além das estudadas (Bush & Jacoby, 2010) e aumento da expressão de bombas de efluxo (Lister et. al., 2009). Em Gram negativos fica difícil a possibilidade de o teste colaborar em descalonamento do tratamento, pois quando a PCR for negativa para os genes estudados, poderá haver outro mecanismo e sendo assim, a bactéria poderá ser resistente ao antibiótico de escolha. Para as amostras avaliadas, houve uma considerável redução da inadequação do tratamento após o resultado do Gram na hemocultura. Assim sendo, o teste realizado diretamente em amostras extraídas do sangue por EDTA K2 gel, provavelmente poderia contribuir muito para que fosse alterado o tratamento empírico. A liberação do resultado final obteve um tempo mediano de quatro dias para os testes fenotípicos. A detecção molecular dos genes de resistência pela técnica de PCR pode reduzir o tempo de liberação dos resultados e assim permitir um reajuste na terapia empírica. Apesar de existir poucos dados de literatura, acreditamos que o ajuste precoce da terapia empírica utilizando testes moleculares rápidos pode contribuir no tratamento adequado do paciente. Estamos dando continuidade aos estudos de detecção “in house” por PCR em Tempo Real em amostras coletadas em EDTA K2 gel dos pacientes oncológicos (IOP/GRAACC) para analises de resultados com uma maior casuística. 127 CONCLUSÕES 7. CONCLUSÕES O desempenho dos ensaios moleculares determinados pela curva ROC foi satisfatório para os genes em estudo. Observamos uma alta especificidade e uma sensibilidade baixa apenas para os genes de resistência com grandes produtos de amplificação. A concordância pelo coeficiente Kappa foi boa para detecção e identificação dos microrganismos com os iniciadores espécie-específicos. A detecção com sondas Gram positiva e Gram negativa apresentaram maior divergência quando comparados com o teste fenotípico Observamos uma concordância de 100% para resistência fenotípica à vancomicina e a detecção do gene vanA. A concordância entre a sensibilidade aos antimicrobianos e PCR em Tempo Real para detecção dos genes de resistência foi melhor em microrganismos Gram positivos em relação aos Gram negativos Quanto à adequação antimicrobiana a detecção e identificação molecular de microrganismos Gram positivos traria pouca contribuição em relação aos testes fenotípicos, mas seria útil na adequação precoce do tratamento de bacteremia antecipando o resultado dos genes de resistências tanto para microrganismos Gram positivos quanto Gram negativos. 128 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Al-Khaldi SF, Mossoba MM, Allard MM, Lienau EK, Brown ED. Bacterial identification and subtyping using DNA microarray and DNA sequencing. Methods Mol Biol. 2012; 881:73-95. 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A total of 160 BC and 33 whole blood collected from bone marrow transplant patient were screened with Gram-specific probes by multiplex real time and seventeen genus-specific sequences using TaqMan probes and blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaKPC, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB and mecA resistance genes by SYBR Green method. Results: The assays were able to detect the target genes to a corresponding dilution of 15 to 1.5 CFU for reaction. For microorganism such as coagulase negative Staphylococcus (ConS), (30,9), Stenotrophomonas maltophilia (31,6) and Escherichia coli (32,6) lower LoD Ct values were detected. The area under the ROC curve showed a satisfactory performance above 0.70 for most genes studied. The sensitivity by ROC curve was above 80% for blaKPC and 16S rDNA Gram positive genes and below 60% for blaTEM, blaSHV and vanB genes. Twenty four of 33 samples were concordantly positive by BC and real time PCR. Pathogens identification were discordant in 13 cases. In 12 of 15 CoNS the mecA gene was detected and 4 Enterococcus spp. were positive for vanA. Two blaCTX and three blaSHV genes were detected by qPCR. The blaKPC and metallo-β-lactamase genes were not detected. Five fungi species were identified only in qPCR. Considering the phenotypic results the empirical antimicrobial treatment was inadequate in 66.6% of BSI, 33.3% were still inappropriate after the result of the Gram stain, and 171 ABSTRACT 6.66% remained inadequate after the final blood culture with the antibiogram. Conclusion: The real time PCR could be a valuable complementary tool in the management of BSI in bone marrow transplants patients allowing early identification of pathogens and antimicrobial resistance genes. 172 ANEXOS 10. ANEXOS ANEXO I – Ficha médica preechida pelo serviço de racionalização de antimicrobianos de vigilância de hemoculturas do HSP e IOP/GRAACC FICHA EPIDEMIOLÓGICA - HSP Nome do Paciente: DN: Sexo: Hospital: RH: Data da Bacteremia : Unidade de Internação: Data da Internação: RG LAB: Co-morbidades: □ DM □ HAS □ Dça Pulmonar □ Dça Cardíaca □ Dça Neurológica □ Dça Ap. gastrointestinal □ Dça ap genito-urinário □ Neoplasias □ outras: Doença de Base: Fatores de Risco: □ Cateter Intravasc. □ IFI □ Infecção Viral □ Proc. Cirúrgicos □ Diálise Foco da Infecção: □ ICSRC □ ICS primaria □ ICS secundaria: Tipo de Tx: □ Autólogo □ Alogênico Data do Tx: Profilaxia GVHD: Uso de Corticóide: Sim □ Não Neutropenia (NT< 500): Condicionamento: GVHD: □ Sim □ Não Data: □ Internação prévia recente: □ Sim □ Não (<30 dias) UTI: □ Sim □ Não Paciente estava em uso de antibiótico antes da HMC positiva? □ SIM □ NÃO Antibioticoterapia em uso por 48 horas antes do resultado da HMC: Adequação da Antibioticoterapia após GRAM Data da entrada do exame: Data da entrada do exame Data da validação: Data do recebimento do resultado pelo médico: Data do recebimento do resultado pelo médico: Resultado: Houve Adequação da antibioticoterpia após GRAM? □ SIM □ NÂO Qual (s) antibiótico (s)? Houve Adequação da antibioticoterpia após HMC? □ SIM □ NÂO Qual (s) antibiótico (s)? Terapia após resultado da HMC? : □ ADEQUADA □ INADEQUADA Óbito Data: □ SIM □ NÃO Alta □ SIM □ NÃO □ CORRIGIDA Data: 173 ANEXOS IOP/GRAACC – VIGILÂNCIA DE INFECÇÕES DA CORRENTE SANGUÍNEA: Nome:______________________________________________RG:______________ Data de nascimento: ___/___/___ Sexo: M ENF AMB UTI H. Dia F TMO Data da Internação: ___/___/___ Doença de base: Leucemia Linfóide Aguda Doença de Hodgkin I IV Leucemia Mielóide Aguda Linfoma Não Hodgkin I III IV II II III Osteossarcoma Sarcoma de Ewing Tu do SNC Outros:___________________ TMO:______________________ ________________________ Sim Não QT:______ dias Cateteres: Sim Não Qual? Intracath Port-a-cath Duplo lúmen outros_____ Neutropenia Cirurgia Prévia (até 30 dias antes da bacteremia)? Sim Não Uso prévio de Antimicrobianos antes da bacteremia: Sim Não Qual?______________________________ PQ?_____________________________ Antibióticos em uso: Ceftriaxona Ceftazidima Cefepime Vancomicina Amicacina Metronidazol Meropenem Anfotericina B Outros: (especificar)___________________________________________________ Quadro Clínico: Febre Diarréia Mucosite Vomitos Outros (especificar)___________________________________ Análise da Bacteremia: <72h >72h (em relação à internação) Sepse Choque séptico Sepse grave Vigilância Data da coleta:___/___/____ Data da avaliação: ___/___/____ Resultado parcial: BG- BG+ CG+ leveduras outros : _____________ Conduta: alterada mantida não avaliada Se foi alterada: iniciar substituir associar alterar a dose suspender Qual antibiótico?_______________________________________________________ Bacteremia primária Associada a cateter Sim Não Bacteremia secundária: pulmonar urinária sítio cirúrgico pele outros:_____ Bacteremia polimicrobiana Sim Não Agente: 1___________________________ 2___________________________ 3___________________________ 4___________________________ G+ G+ G+ G+ GGGG- fungo fungo fungo fungo Tempo de cresc_____ Tempo de cresc_____ Tempo de cresc_____ Tempo de cresc_____ Status: (até 30 dias) Vivo óbito: ___/___/____ Terapia correta corrigida inadequada 174 ANEXOS ANEXO II - Tabela 16. Tabela 16: Resultados das técnicas de PCR para 160 amostras dos frascos de hemocultura e 33 amostras de sangue total, identificação pela 34,36 I R R R I S S R S I ND 29 1013699 04/12/2008 13:49 Enterobacter cloacae P N N N Enterobacter cloacae 31,9 I R R R I S S R S I ND 37 1013699 04/12/2008 13:50 Enterobacter cloacae P N N 30,2 Enterobacter cloacae 16,6 I R R R I S S R S I blaSHV 14 EDTA 1013699 04/12/2008 NI NT P N N N Enterobacter cloacae 38 61GR 2839699 26/03/2011 NI E. coli P N N 31,2 E. coli 34,50 S S R R S S S 66GR 2858507 31/03/2011 NI S. epidermidis P N 24,6 N SCoN 6,19 S S 7GR 2864253 04/11/2010 NI A. baumannii P N N N A. baumannii S S 68GR EDTA 2876050 11/04/2011 NI NT P N N N 89GR 2876050 11/04/2011 NI NHCBA P N N N 47GR EDTA 2898156 11/04/2011 NI NT P N N N 77GR EDTA 2913837 NI NI NT P N N N 94GR 2921521 12/04/2011 NI NHCBA P N N N 36 R S S S S S S S R S S S S S S 23,3 91,4 11,5 72,17 ND mecA R Tm Gene Resistência PCR SYBR Green Enterobacter cloacae Ct Gene Resistência PCR SYBR Green N Gene Resistência PCR SYBR Green AMIC AMX+CL N TIG PIP/TAZ N AZT IMI MER P AMP/SUL CEFP Enterobacter cloacae ESTR CEFT 13:50 CLOR CIP CEFAZ 04/12/2008 FOX GEN 1013699 VAN 24 LINZ N TEIC N CLIN Ct PCR Real Time GN N PEN Ct PCR Real Time GP P AMP Ct Fungo PCR SYBR Green C NHCBA OXA Controle Interno PCR SYBR Green 20:43 Ct PCR Real Time Especifico Hora 02/11/2008 PCR Real Time Especifico Data 1013699 Tm Fungo PCR SYBR Green RHHSP 11 Cultura/ PHOENIX® Nº Amostra cultura e antibiograma pelo sistema automatizado, PCR em Tempo Real para os genes estudados. ND 175 10080394 18/12/2008 22:18 NHCBA P N N N ND 57 10080394 18/12/2008 22:17 NHCBA P N N 22,2 16 10080394 21/12/2008 15:36 NHCBA P N N N ND 12 EDTA 10080394 21/12/2008 NI NT P N N N ND 26 10080394 21/12/2008 15:37 NHCBA P N N 22,5 418 10080394 21/02/2009 19:18 NHCBA P N N N 5 EDTA 10080394 21/02/2009 NI NT P 38,9 33,6 N SCoN /Candida sp 33,05 /5,5 421 10080394 21/02/2009 19:19 NHCBA P N 36,5 N SCoN /Candida sp 33,0 /7,84 423 10080394 21/02/2009 19:17 NHCBA P N 34,5 N SCoN/ND 45 10101119 01/03/2009 20:33 NHCBA P N 11 10 SCoN 49 10101119 01/03/2009 20:33 NHCBA P N N N ND 41 10101119 06/03/2009 23:56 NHCBA P N N N 445 10101119 09/10/2009 01:26 SCoN P 28,1 27,3 N 84 83,4 K. pneumoniae K. pneumoniae SCoN / SI 20,01 21,0 34,0 9,34 Tm Gene Resistência PCR SYBR Green 34 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green ND Gene Resistência PCR SYBR Green N TIG N AZT N AMP/SUL P AMIC NHCBA AMX+CL 22:18 PIP/TAZ 18/12/2008 ESTR 10080394 33 CLOR N IMI N MER N FOX P CEFP NHCBA CEFT 23:10 10080394 CIP 09/12/2008 36 CEFAZ N GEN N VAN N 09/12/2008 LINZ P 10080394 TEIC NHCBA 28 CLIN 23:11 19/05/2011 PEN N 2921521 AMP N 88GR OXA N NI Ct PCR Real Time Especifico Ct PCR Real Time GN P 12/04/2011 PCR Real Time Especifico Ct PCR Real Time GP NHCBA 2921521 Tm Fungo PCR SYBR Green Ct Fungo PCR SYBR Green C N 49GR EDTA Cultura/ PHOENIX® N Hora N Data P RHHSP NT Nº Amostra Controle Interno PCR SYBR Green ANEXOS - - - blaCTX 38,8 92,39 - - - blaCTX 36 88,61 blaSHV 35,7 92,23 - - - mecA 35,8 71,3 ND S S S S S S 176 83,4 11/10/2009 19:28 NHCBA P 10101119 11/10/2009 19:29 NHCBA 560 10101119 20/12/2009 17:39 568 10101119 20/12/2009 570 10101119 559 Tm Gene Resistência PCR SYBR Green 27,3 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green P Cultura/ PHOENIX® SCoN Gene Resistência PCR SYBR Green 553 01:28 S S S S S S mecA 36,5 71,12 S S R R mecA 12,7 72,17 - - - - - - - - - N Aspergillus sp 33,4 27 N SCoN / SI 9,77 N N N P N N N Citrobacter freundii P N 28,2 21,6 SCoN 8 17:40 SCoN P N 29 N SCoN 9,33 01/01/2010 23:05 NHCBA P N N N 10101119 09/01/2010 11:22 NHCBA P 33 N N Aspergillus sp 31,8 591 10101119 09/01/2010 22:30 NHCBA P N N N ND 440 10104167 23/08/2009 18:00 NHCBA P 32,9 N N ND SI 533 10104167 23/08/2009 18:01 NHCBA P N N N ND 498 10104167 31/08/2009 12:34 NHCBA P N N N 499 10104167 31/08/2009 12:33 NHCBA P N N N 503 10104167 25/09/2009 15:44 NHCBA P N N N 500 10104167 28/09/2009 07:11 NHCBA P N N N 84,7 82,9 R R S R S S S S S S TIG 10101119 N AZT 548 86,9 AMP/SUL 09/10/2009 23,6 AMIC 10101119 P AMX+CL 450 NT 71,09 PIP/TAZ NI N 34,9 ESTR 26/01/2009 N mecA CLOR 10101119 N S IMI 16 EDTA P S MER NHCBA S FOX 14:04 S CEFP 26/01/2009 N S CEFT 10101119 N CIP 23 N S CEFAZ P GEN NHCBA VAN 19:19 8,35 SCoN / SI LINZ 29/11/2008 N TEIC 10101119 27,6 CLIN 25 83,4 PEN 26,5 AMP P OXA Ct Fungo PCR SYBR Green C SCoN Ct PCR Real Time Especifico Controle Interno PCR SYBR Green 01:27 PCR Real Time Especifico Hora 09/10/2009 Ct PCR Real Time GN Data 10101119 Ct PCR Real Time GP RHHSP 446 Tm Fungo PCR SYBR Green Nº Amostra ANEXOS ND 177 Gene Resistência PCR SYBR Green Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green N ND - - - 404 10167776 06/05/2009 13:57 NHCBA P N N N ND - - - 327 10167776 06/06/2009 22:57 Enterococcus faecium P N N N ND R R R S R vanA - - 337 10167776 06/06/2009 22:59 Enterococcus faecium P N N N ND R R R S R vanA 340 10167776 06/06/2009 18:49 Enterococcus faecium P N N N Enterococcus spp R R R R R vanA 324 10167776 09/06/2009 10:41 NHCBA P N N N ND 19 EDTA 10167776 09/06/2009 NI NT P N N N Enterococcus spp 328 10167776 09/06/2009 11:14 NHCBA P N 35,5 N ND - - - 334 10167776 09/06/2009 11:15 NHCBA P N N N ND 17 10176141 05/12/2008 14:34 NHCBA P N N N - - - 24 EDTA 10176141 05/12/2008 NI NT P N N N 22:20 Streptococcus pneumoniae P N N N ND N N N N Streptococcus pneumoniae 474 10176141 02/08/2009 30,15 37,06 TIG N AZT 39,8 AMP/SUL P AMIC NHCBA AMX+CL 13:51 PIP/TAZ 06/05/2009 ESTR 10167776 CLOR 397 IMI N MER N FOX N CEFP P CEFT NHCBA CIP 07:12 CEFAZ 28/09/2009 GEN 10104167 VAN 510 LINZ N TEIC N CLIN Ct PCR Real Time GN N PEN Ct PCR Real Time GP P AMP Ct Fungo PCR SYBR Green C NHCBA OXA Controle Interno PCR SYBR Green 07:11 Ct PCR Real Time Especifico Hora 28/09/2009 PCR Real Time Especifico Data 10104167 Tm Fungo PCR SYBR Green RHHSP 502 Cultura/ PHOENIX® Nº Amostra ANEXOS ND S S S S S ND S ND - - 483 10176141 02/08/2009 22:17 Streptococcus pneumoniae 7 10195656 23/10/2008 18:10 NHCBA P 35,8 83,1 N N ND - - - 10 10195656 23/10/2008 18:09 NHCBA P 34,9 86,4 N N ND - - - 23 EDTA 10195656 23/10/2008 NI NT P 25,5 86,7 N N SI 29,31 S S S S 178 48 10195656 22/11/2008 15:25 NHCBA P N N N 42 10209754 30/01/2009 17:27 NHCBA P N N N 30 10209754 04/02/2009 18:48 NHCBA P N N N 18 EDTA 10209754 04/02/2009 NI NT P N N N 39 10209754 04/02/2009 18:50 NHCBA P N N N 40 10209754 04/02/2009 18:49 NHCBA P N N N 27 10209754 08/02/2009 23:27 NHCBA P N N N ND 32 10209754 08/02/2009 23:28 NHCBA P N N N ND 8 EDTA 10209754 08/02/2009 NI NT P N N N ND 46 10209754 08/02/2009 23:29 NHCBA P N 7,04 N ND Klebsiella pneumoniae P N N 21 ND NT P 30,2 86,3 N N Aspergillus sp 31,21 86,6 N N Enterococcus sp/ SI 18,32 ND 8 10209754 02/03/2009 07:23 21 EDTA 10209754 02/03/2009 NI 501 10211977 28/09/2009 16:30 Enterococcus faecalis P 37,4 515 10211977 28/09/2009 16:29 Enterococcus faecalis N N N N 47 10214056 23/02/2009 14:50 NHCBA P N N N R R R R S S S S Tm Gene Resistência PCR SYBR Green ND Ct Gene Resistência PCR SYBR Green N Gene Resistência PCR SYBR Green N 84,8 TIG 38,9 AZT P AMP/SUL NHCBA AMIC 16:47 AMX+CL 20/11/2008 PIP/TAZ 10195656 ESTR 22 CLOR ND IMI N MER N FOX N CEFP P CEFT NHCBA CIP 16:46 CEFAZ 20/11/2008 GEN 10195656 VAN 20 LINZ N TEIC N CLIN Ct PCR Real Time GN N PEN Ct PCR Real Time GP P AMP Ct Fungo PCR SYBR Green C NHCBA OXA Controle Interno PCR SYBR Green 13:43 Ct PCR Real Time Especifico Hora 14/11/2008 PCR Real Time Especifico Data 10195656 Tm Fungo PCR SYBR Green RHHSP 35 Cultura/ PHOENIX® Nº Amostra ANEXOS - - - blaSHV 35,3 92,07 R R S S S S S S N R S S S S S S N 179 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green N - - - 23/04/2009 19:32 NHCBA P N N N 10214884 01/05/2009 23:05 NHCBA P N N N ND - - - 410 10214884 01/05/2009 23:04 NHCBA P 34,7 N N NT - - - 419 10214884 01/05/2009 23:05 NHCBA P N N N ND - - - 412 10214884 02/05/2009 18:51 NHCBA P 32,7 N N Candida albicans 26,99 - - - 424 10214884 02/05/2009 18:50 NHCBA P N N N ND 396 10214884 04/05/2009 20:18 NHCBA P 38,1 82,9 N N Candida albicans 17,11 - - - 398 10214884 04/05/2009 19:53 NHCBA P 36,4 84,4 N N NT - - - 413 10214884 04/05/2009 19:57 NHCBA P 36,1 84,4 N N ND/SI 331 10214884 11/05/2009 16:35 NHCBA P N N N - - - 59 10214056 07/03/2009 01:10 NHCBA P N 370 10214056 04/05/2009 19:59 NHCBA P 542 10214056 02/07/2009 13:58 NHCBA 415 10214884 23/04/2009 19:32 420 10214884 23/04/2009 430 10214884 400 Tm Fungo PCR SYBR Green N Cultura/ PHOENIX® N 84,9 86,6 TIG N P AZT N NHCBA AMP/SUL P 01:13 AMIC NHCBA 07/03/2009 AMX+CL 19:32 10214056 PIP/TAZ - 52 ESTR - N CLOR - N IMI N N MER N P FOX N NHCBA CEFP P 22:13 CEFT NHCBA 01/03/2009 CIP N 10214056 CEFAZ N 43 GEN N N VAN P N LINZ N N TEIC N P CLIN N NHCBA PEN - 14:53 AMP - 23/02/2009 OXA - 10214056 Ct PCR Real Time Especifico N 55 PCR Real Time Especifico N Ct PCR Real Time GN - Ct PCR Real Time GP - Ct Fungo PCR SYBR Green C - Controle Interno PCR SYBR Green N Hora - Data - RHHSP - Nº Amostra Gene Resistência PCR SYBR Green ANEXOS 180 S S S S 409 10218246 25/01/2009 15:33 SCoN P N N N ND R S S S S 6 10218402 08/03/2009 15:44 NHCBA P N N N 04 EDTA 10218402 08/03/2009 NI NT P N N N 09 EDTA 10218402 08/03/2009 NI NT P N N N 14 10218402 14/03/2009 15:17 NHCBA P N N N ND 2 EDTA 10218402 14/03/2009 NI NT P N N N ND 508 10226726 20/06/2009 00:01 NHCBA P N N N 511 10226726 20/06/2009 00:02 NHCBA P N N N 19 10228083 02/12/2008 16:09 NHCBA P N N N 20 EDTA 10228083 02/12/2008 NI NT P N N N 4 10228083 14/12/2008 20:11 NHCBA P N N N 13 EDTA 10228083 14/12/2008 NI NT P N N N 38 10228083 14/12/2008 20:13 NHCBA P N N N 13 10228083 30/12/2008 23:32 NHCBA P N N N 15 EDTA 10228083 30/12/2008 NI NT P N N N Tm Gene Resistência PCR SYBR Green R Ct Gene Resistência PCR SYBR Green ND Gene Resistência PCR SYBR Green N R N - - R N 36 88,61 TIG N AZT N AMP/SUL P AMIC SCoN AMX+CL 15:31 PIP/TAZ 25/01/2009 ESTR 10218246 CLOR 407 IMI N MER N FOX N CEFP P - CEFT NHCBA - CIP 16:24 - CEFAZ 11/05/2009 GEN 10214884 VAN 339 LINZ N TEIC N CLIN Ct PCR Real Time GN N PEN Ct PCR Real Time GP P AMP Ct Fungo PCR SYBR Green C NHCBA OXA Controle Interno PCR SYBR Green 16:34 Ct PCR Real Time Especifico Hora 11/05/2009 PCR Real Time Especifico Data 10214884 Tm Fungo PCR SYBR Green RHHSP 332 Cultura/ PHOENIX® Nº Amostra ANEXOS blaCTX 181 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green P N N N - - - BGNF P N N 24,8 Acinetobacter sp. N N N N ND NT P N N N Acinetobacter baumannii 40 ND NHCBA P N N N Acinetobacter baumannii 35,93 ND N N Enterococcus spp 18 10228848 09/12/2008 15:10 NHCBA P N N N ND 31 10228848 09/12/2008 15:10 NHCBA P N N N Enterococcus spp 38,45 9 10228848 12/12/2008 12:12 Enterococcus faecium P N 28,4 N Enterococcus spp 20,92 5 10230898 30/12/2008 11:59 NHCBA P N N N 10 EDTA 10230898 30/12/2008 NI NT P N N N 1 10231902 09/10/2008 09:57 NHCBA P N N N 17 EDTA 10231902 09/10/2008 NI NT P N N N 60 10231902 09/10/2008 09:59 NHCBA P N N 51 10236817 02/03/2009 13:11 NHCBA P N 62 10236817 02/03/2009 13:11 NHCBA P 469 10236817 17/06/2009 21:47 NHCBA 429 10237468 18/01/2009 09:23 12 10237468 31/01/2009 07:16 11 EDTA 10237468 31/01/2009 NI 21 10237468 31/01/2009 07:38 Acinetobacter baumannii Ct PCR Real Time Especifico N PCR Real Time Especifico P Tm Fungo PCR SYBR Green NT Cultura/ PHOENIX® NI TIG - 09/12/2008 AZT - 10228848 AMP/SUL - 22 EDTA AMIC N ND AMX+CL N N PIP/TAZ N N ESTR - N CLOR - P IMI - NHCBA MER N 15:09 FOX N 09/12/2008 CEFP - 10228848 CEFT - 2 CIP - N CEFAZ N N GEN - N VAN - P LINZ - NHCBA TEIC - 23:34 CLIN - 30/12/2008 PEN - 10228083 AMP - 15 OXA - Ct PCR Real Time GN vanA Ct PCR Real Time GP - Ct Fungo PCR SYBR Green C - Controle Interno PCR SYBR Green - Hora - Data - RHHSP - Nº Amostra Gene Resistência PCR SYBR Green ANEXOS 32,663 ND R R R S S R 34,8 R R R R R R R S S S S ND 182 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green - - S I mecA 17,3 71,99 S I mecA 15,8 72,17 N 338 10239410 06/05/2009 18:16 NHCBA P N N N 3 10239410 08/05/2009 15:15 Pseudomonas putida N N N N ND 402 10239410 08/05/2009 15:22 SCoN P N 38,1 N SCoN 12,48 R R S S R 403 10239410 08/05/2009 15:22 SCoN P N 23,7 N SCoN 8,89 R R S S R 348 10239410 10/05/2009 18:36 NHCBA P N N N 387 10239410 13/05/2009 19:52 NHCBA P N N N 391 10239410 13/05/2009 19:50 NHCBA P 39,1 N N 349 10239410 15/05/2009 21:37 NHCBA P N N N 353 10239410 15/05/2009 21:38 NHCBA P N N N 346 10239410 25/05/2009 07:29 NHCBA P N N N 341 10239410 29/05/2009 19:34 NHCBA P N N N 1 EDTA 10239410 29/05/2009 NI NT P N N N 50 10243457 05/03/2009 22:26 SCoN P N N N SCoN 30,0 R R S S S 53 10243457 05/03/2009 22:24 SCoN P N N N SCoN 18,49 R R S S 56 10243457 05/03/2009 22:18 SCoN P N 29,1 N SCoN 13,91 R R S S 83,3 GEN N VAN N LINZ P TEIC NHCBA CLIN 18:15 PEN 06/05/2009 AMP 10239410 OXA 335 Ct PCR Real Time Especifico N PCR Real Time Especifico N Tm Fungo PCR SYBR Green N Cultura/ PHOENIX® P N TIG - NHCBA AZT I 18:16 AMP/SUL - 06/05/2009 AMIC - 10239410 AMX+CL - 326 PIP/TAZ - N ESTR - N CLOR - N IMI - P MER - NHCBA FOX - 06:48 CEFP 71,99 04/05/2009 CEFT 13,8 10239410 CIP mecA 426 CEFAZ S Ct PCR Real Time GN 71,99 Ct PCR Real Time GP 14,8 Ct Fungo PCR SYBR Green C mecA Controle Interno PCR SYBR Green S Hora - Data - RHHSP - Nº Amostra Gene Resistência PCR SYBR Green ANEXOS 183 Gene Resistência PCR SYBR Green Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green 05/02/2009 17:44 NHCBA P N N N - - - 422 10245731 05/02/2009 17:36 NHCBA P N N N 427 10245731 05/02/2009 17:41 NHCBA P N 36,4 N 425 10245731 06/02/2009 18:23 NHCBA P N N N 54 10248405 06/03/2009 23:58 NHCBA P N N N - - - 355 10248405 14/05/2009 20:18 NHCBA P 29,1 N N 343 10248405 23/05/2009 22:59 NHCBA P N N N 344 10248405 23/05/2009 22:57 NHCBA P N N N 345 10248405 23/05/2009 01:43 NHCBA P N N N 428 10254268 07/05/2009 09:54 NHCBA P N N N 44 10254268 09/05/2009 10:40 NHCBA P N N N ND 329 10254268 09/05/2009 07:11 NHCBA P N N N ND - - - 3 EDTA 10254268 09/05/2009 NI NT P 30,9 N N ND/SI 333 10254268 09/05/2009 07:13 NHCBA P N N N ND 350 10254268 11/05/2009 09:23 NHCBA P N N N 351 10254268 11/05/2009 07:22 NHCBA P N N N 87 86,9 Aspergillus sp TIG 10245731 AZT 401 AMP/SUL - AMIC - AMX+CL - PIP/TAZ N ESTR N CLOR N IMI P MER NHCBA FOX 16:39 CEFP 14/02/2009 CEFT 10245611 CIP 61 CEFAZ - GEN - VAN - LINZ N TEIC N CLIN Ct PCR Real Time GN N PEN Ct PCR Real Time GP P AMP Ct Fungo PCR SYBR Green C NHCBA OXA Controle Interno PCR SYBR Green 16:38 Ct PCR Real Time Especifico Hora 14/02/2009 PCR Real Time Especifico Data 10245611 Tm Fungo PCR SYBR Green RHHSP 58 Cultura/ PHOENIX® Nº Amostra ANEXOS 40 184 Ct Gene Resistência PCR SYBR Green Tm Gene Resistência PCR SYBR Green P N N N SCoN/ND 72 EDTA 10287215 28/03/2011 NT P 30,9 N N SCoN / Aspergillus sp 622 10300200 20/03/2011 NHCBA P N N N 623 10300200 20/03/2011 NHCBA P N N N 621 10300200 23/03/2011 NHCBA P N N N 626 10300200 29/03/2011 NHCBA P N N N 619 10300200 08/04/2011 S. epidermidis P N 27,8 N SCoN 6,29 43 EDTA 10300200 08/04/2011 P N N N SCoN 30,36 620 10300200 08/04/2011 P N 24,9 N SCoN 5,96 44 EDTA 10300200 08/04/2011 P N N N SCoN 30,47 625 10300200 08/04/2011 P N 34,2 N SCoN 45 EDTA 10300200 08/04/2011 NI NT P N N N SCoN 73 EDTA 10300200 08/04/2011 NI NT P N N N ND 74 EDTA 10300200 29/04/2011 NI NT P N N N SCoN NI 86,8 TIG NHCBA AZT 28/03/2011 AMP/SUL 10287215 AMIC 624 AMX+CL N PIP/TAZ N ESTR N CLOR P IMI NHCBA Ct PCR Real Time Especifico 21:32 PCR Real Time Especifico 15/05/2009 Tm Fungo PCR SYBR Green 10254268 347 Cultura/ PHOENIX® N Hora N Data N RHHSP P Nº Amostra NHCBA MER 70,51 00:23 10254268 FOX 40 12/05/2009 336 CEFP mecA N CEFT 30,08 N CIP 72,07 N CEFAZ 11,9 P 11/05/2009 GEN mecA NHCBA 10254268 VAN 5,39 07:21 354 LINZ 72,52 N TEIC 11,5 N NI CLIN mecA N 11/05/2009 PEN 72,52 P 10254268 AMP 11,4 NT 6 EDTA OXA mecA Ct PCR Real Time GN - Ct PCR Real Time GP - Ct Fungo PCR SYBR Green C - Controle Interno PCR SYBR Green Gene Resistência PCR SYBR Green ANEXOS 30,6 ND 30,03 / 37,18 ND R NI NT R S. epidermidis NI NT R S. epidermidis 30,64 185 ANEXOS RHHSP - Registro hospitalar Hospital São Paulo; NHCBA - Não houve crescimento bactéria aeróbia; SCoN - Staphylococcus coagulase-negativa; AMIC – Amicacina; AMOX+CL – Amoxacilina/ácido clavulânico; AZT – Aztreonam; AMP – Ampicilina; CEFT – Ceftazidima; CEFAZ – Cefazolina; CIP – Ciprofloxacino; CLIN – Clindamicina; FOX – Cefoxitina; GEN – Gentamicina; IMI – Imipenem; LINZ – Linezolida; MER – Meropenem; OXA – Oxacilina; PEN – Penicilina; PIP/TAZ – Piperacilina/Tazobactam; TEIC – Teicoplanina; TIG – Tigeciclina; VAN – Vancomicina; NI – não informado; NT – não testado; SI – seqüenciamento inconclusivo; Gr – Graacc;; P – positivo; N – negativo; ND- Não Detectado. 186 ANEXOS ANEXO III – Manuscritos submetidos à publicação Diagnosis of Pathogens and Antimicrobial Resistance Genes of Bloodstream Infections in Bone Marrow Transplants Patients by Real Time PCR Liana Carballo Menezes1,2,Talita Trevizani Rocchetti1,2, Karen de Castro Bauab1,2, Paola Cappellano2, Milene Gonçalves Quiles1,2, Fabianne Carlesse3, Jose Salvador Rodrigues de Oliveira4, Antonio Carlos Campos Pignatari1,2* 1 Special Clinical Microbiology Laboratory (LEMC), Federal University of São Paulo/UNIFESP; 2 Division of Infectious Diseases, Federal University of São Paulo/UNIFESP and 3 GRAACC - Grupo de Apoio ao Adolescente e à Criança com Câncer (Support Group for Children and Adolescents with Cancer); 4 Division of Hematology, Federal University of São Paulo/UNIFESP. Email addresses: LCM: [email protected]; TTR: [email protected]; KCB: [email protected]; PC: [email protected]; MGQ: [email protected]; FC: [email protected]; JSRO: [email protected]; ACCP*: [email protected]; *Corresponding Author Abstract Background: Early identification of pathogens and antimicrobial resistance of bloodstream infections (BSI) decrease morbidity and mortality, particularly in immunocompromised patients. The study was design to detect 17 pathogens and 10 antimicrobial resistance genes from blood cultures bottles (BC) by real time 187 ANEXOS polymerase chain reaction (qPCR). Methods: A total of 160 BC collected from bone marrow transplant patient were screened with Gram-specific probes by multiplex real time and seventeen genus-specific sequences using TaqMan probes and blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaKPC, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB and mecA genes by SYBR Green. Results: Twenty four of 33 samples were concordantly positive by BC and real time PCR. Pathogens identification were discordant in 13 cases. In 12 of 15 CoNS the mecA gene was detected and 4 Enterococcus spp. were positive for vanA. Two blaCTX and three blaSHV genes were found by qPCR. The blaKPC and metallo-β-lactamase genes were not detected. Five fungi species were identified only in qPCR. Conclusion: The real time PCR could be valuable complementary tool in the management of BSI in bone marrow transplants patients allowing early identification of pathogens and antimicrobial resistance genes. Keywords: bone marrow transplants; real time PCR; resistance genes; bloodstream infections. Background Approximately 60% of episodes of fever in patients with neutropenia are frequently correlated with documented bloodstream infections (ICS). Bloodstream infections are associated with high rates of morbidity and mortality, with a mortality rate ranging from 20% to 70%. The SENTRY Antimicrobial Surveillance Program (1997-2002) described that ten bacterial species accounted for 89-92% of all isolates in 659.935 cases of sepsis reported in the USA in 2000. The ranking of microorganism was very similar across North America, Latin America, and Europe [1]. The rank of the five major pathogens in Brazilian SCOPE (Surveillance and Control of Pathogens of Epidemiological Importance) were S. 188 ANEXOS aureus (15.4%), followed by coagulase-negative staphylococci (CoNS) (13.4%), Klebsiella spp. (13.2%), Acinetobacter spp. (12.5%), and P. aeruginosa (8.9%) [2]. The most dangerous clinical manifestations of bloodstream infectious, sepsis and shock, are the 10th leading cause of death in the United States, accounting for 6% of all deaths (50.37 deaths per 100,000 individuals in the overall population) [3]. Early diagnosis of sepsis and provision of appropriate antimicrobial therapy correlate with positive clinical outcomes [4]. Blood cultures are considered to be the “gold standard” for detecting microorganisms in the bloodstream, including those that encode resistance genes [5].Molecular amplification techniques have been utilized to detect microbial in bloodstream infectious. Automated blood culture systems take approximately 1 to 2 days, on average, to signal a positive blood culture and another 1 to 2 days to finalize bacterial identification and antimicrobial testing. Rapid detection of bacterial resistance mechanisms in blood culture bottles can assist the physician in both patient management and infection control. Material and Methods Patients During October 2008 to July 2011 a total of 160 blood cultures from Bactec bottles were analyzed from 33 immunocompromised patients (31 adults and 2 children) with hematological malignancies submitted to bone marrow transplant (7 acute myeloid leukemia, 6 multiple myeloma, 6 Non-Hodgkin’s lymphoma, 4 acute lymphoblastic leukemia, 2 Hodgkin’s disease, 2 chronic myeloproliferative disorders, 1 chronic lymphoblastic leukemia, 1 Adeno dystrophia, 1 Ewing syndrome, 1 pineal carcinoma and 1 testicular cancer). Patients were admitted at the Institute of Pediatric Oncology (GRAACC) and at the adult Hematology 189 ANEXOS Unit of São Paulo Hospital, Federal University of São Paulo, Brazil. The study was approved by the Clinical Research Ethics Committee. Sample collection and bacteria identification The samples were collected from patients suspected of bloodstream infections in the pre-transplant mobilization phase of hematopoietic stem cells, transplanted patients and also patients admitted with clinical complications after transplantation. Blood cultures were performed using the Bactec 9240 (Becton Dickinson, Microbiology Systems, Coceysville, Md). The identification to species level and susceptibility testing were performed using the automated system Phoenix 100 (Becton Dickinson Microbiology Systems, Coceysville, Md). DNA Extraction Total DNA was extracted from the 500 µL blood cultures used phenol chloroform method (Brazol®, LGC, Brazil) with 300 mg of glass beads (diameter 0,3 mm; Scientific Industries) and processed in a disruptor Genie (Scientific Industries) for 10 minute to achieve cell lysis. Primers and TaqMan probe The primers to detected the resistance genes: blaSHV, blaTEM, blaCTX-M, blaIMP, blaSPM, blaVIM, blaKPC, vanA, vanB and mecA have been previously described by Menezes et al. and Mendes et al. [6, 7]. The TaqMan probes for Gram positive and Gram negative bacteria have been previously described by Bispo et al. and specific specie TaqMan probe for detection Enterococcus spp., CoNS, S. aureus, S. pneumoniae, E. coli, K. pneumoniae, E. cloacae, P. 190 ANEXOS mirabilis, Salmonella spp., S. marcescens, A. baumannii, P. aeruginosa, S. maltophilia, M. tuberculosis, Aspergillus spp., Candida spp. and Fusarium spp. have been previously described Menezes et al. [8, 9]. All the primers and probes were selected from public database and synthesized by a commercial institution. The primers were checked for specificity in a BLAST search available through the National Centre for Biotechnology Information website (www.ncbi.nlm.nih.gov). A primer set for the hemochromatosis gene was designed to be used as an internal control. Real time PCR The detection of bacterial DNA was screened using universal primers of 16S rDNA gene. The differentiation between Gram-positive and Gram-negative bacteria was done by multiplex real time TaqMan (Bispo et al., 2011) [8]. Amplifications for TaqMan probes reactions were performed in a 20 ul reaction volume, using 10 µL TaqMan Universal Master Mix 2X (Applied Biosystems, CA), 5 uL of template DNA, 0,5 µM each primers, 0.3 µM probe. The real time PCR conditions were follow as: 50°C for 2 min and 95°C for 10 min; 40 cycles of 95°C for 15 s and 60°C for 60 s. The resistance genes amplifications by real time SYBR Green were performed in a 25 µL reaction containing 12.5 µL Kit Platinum SYBR Green PCR em Tempo Real Super Mix (Invitrogen, California, EUA), 0,5 uM each primer and 5 uL of purified DNA extracted from samples. The real time PCR conditions were follow as: 50°C for 2 min and 95°C for 10 min; 40 cycles of 95°C for 15 s and 60°C for 60 s; and a melting curve step (from 68°C to 95°C in increments of 0.5°C /s). The ABI 7500 real time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA) instrument automatically was quantified on-line and at the end point with the sequence detection system software (version 2.0, Applied Biosystems). 191 ANEXOS Data analysis Data collection and statistical analysis were performed using SSPS version 17.0 software (SPSS Inc., Chicago, IL) and Microsoft Office Excel® version 2007 (Microsoft Corporation, Redmond, USA). Results Sample collection and bacterial identification A total of 160 blood samples collected from 33 patients were evaluated for bloodstream infectious (BSI). Thirty three samples, representing 15 febrile episodes, tested positive by Blood Culture (BC). The culture performed in automated Phoenix 100 (Becton Dickinson Microbiology Systems, Coceysville, Md.) identified 23 Gram positive bacteria (15 CoNS, 4 Enterococcus faecium, 2 Enterococcus faecalis and 2 Streptococcus pneumoniae) and 10 Gram negative bacteria (1 Pseudomonas putida, 2 Acinetobacter spp., 3 Enterobacter cloacae, 1 Klebsiella pneumoniae, 1 E. coli , 1 BGNF and 1 Citrobacter freundii). Real time PCR Twenty four of 33 samples were concordantly positive by BC and real time PCR (Table1). Thirteen samples were discordant in both methods. Six BCpositive samples were negative by real time PCR and seven BC-negative were positive by PCR. For Gram positive bacteria, 15 CoNS were positive BC and of these, 13 were detected by real time PCR. Three CoNS were detected by real time PCR but did not grow in culture. Three of 6 Enterococcus spp. positive BC were negative by real time PCR while BC not detected one sample positive for real 192 ANEXOS time PCR. In two samples, BC identified S. pneumoniae while real time PCR did not detect one of the samples. For Gram negative bacteria, all E. cloacae and E. coli samples were concordant by both methods (Table 1). In three samples growth of Citrobacter freundii, Acinetobacter spp. and Pseudomonas putida were detected by blood culture and by Gram negative probe, however specific primer and probes were not designed for these pathogens, therefore they were not considered discrepant. Two samples were positive for K. pneumoniae by real time PCR and negative by BC while one BC positive was negative by real time PCR. Three samples identified as A. baumannii by real time PCR and these, one were positive by BC for A. baumannii, one were BC positive for BGNNF and one were not detected by BC. The overall concordance level was 72,7% for phenotypic and real time PCR methods with and a Cohen Kappa’s coefficient of 0,7 (95% CI, 0.61–0.80). For resistance genes, the real time PCR detected 12 CoNS with mecA gene. Nine samples were concordant in detecting mecA gene compared with the phenotypic resistance to methicillin. The vanA gene was detected in 4 Enterococcus spp (E. faecalis and E. faecium) and none were positive for the vanB gene. The concordance was 100% between two Vancomycin resistance methods (Table1). For Gram negative bacteria, five samples detected ESβL gene by real time PCR. The blaSHV gene was detected in three samples and blaCTX-M gene in two samples (Table 1). Only two samples of the five positive ESβL real time PCR were identified by phenotypic method as ESβL producers, other two samples were identified ESβL producers by phenotypic method and negative by real time PCR (Table1). 193 ANEXOS The blaKPC and metallo-β-lactamase genes were not detected. The Acinetobacter baumannii samples showed carbapenem phenotypic resistance, however the carbapenemase genes studies were not detected. Three Candida spp. were detected from two patients in real time PCR but not by the BC. In one patient, two samples were positive by real time PCR. Two samples were positive for Aspergillus spp. by real time PCR with negative galactomanana antigenemia. Fusarium spp. was not detected in the analyzed samples. The real time PCR assays performance was adjusted as follows: sensitivity, 78%; specificity, 93%; negative predictive value (NPV), 95%; positive predictive value (VPP), 72% when compared to phenotypic method. Table 1 – Results of real time PCR, culture identification and antimicrobial susceptibility of positive samples from blood culture bottles. Patients 01 02 03 04 05 Age 49 28 34 37 44 Bacterial isolated from blood culture (Phoenix®) Bacterial detected with the PCR test Antimicrobial susceptibility (Phoenix®) S. epidermidis CoNS S* Oxacilin mecA S. epidermidis CoNS S Oxacilin mecA S. epidermidis CoNS S Oxacilin mecA ND Resistance genes by real time PCR C.freundii CoNS S Cephalosporins and Carbapenems S. epidermidis CoNS R* Oxacilin mecA ND CoNS and GN NA NA blaSHV ND Aspergillus spp. NA NA NA E. cloacae E. cloacae R Cephalosporins ND E. cloacae E. cloacae R Cephalosporins ND E. cloacae E. cloacae R Cephalosporins blaSHV CoNS CoNS R Oxacilin mecA CoNS CoNS R Oxacilin mecA CoNS CoNS R Oxacilin ND P. putida ND NA NA ND S. epidermidis CoNS R Oxacilin mecA S. epidermidis CoNS R Oxacilin mecA S. pneumoniae ND S Penicilin ND 194 ANEXOS 06 07 49 53 08 38 09 50 10 11 12 S. pneumoniae S. pneumoniae S Penicilin ND E. faecium Enterococcus spp. R Glycopeptide vanA E. faecium ND R Glycopeptide vanA E. faecium ND R Glycopeptide vanA Cephalosporins and Carbapenems Cephalosporins and Carbapenems BGNNF A. baumannii R ND Acinetobacter spp. ND R ND A. baumannii NA NA ND K. pneumoniae ND R and S Cephalosporins and Carbapenems ND E. faecalis ND S Glycopeptide ND E. faecalis Enterococcus spp. S Glycopeptide ND E. faecium Enterococcus spp. R Glycopeptide vanA ND Enterococcus spp. NA NA ND ND K. pneumoniae NA NA blaCTX-M ND K. pneumoniae NA NA ND ND CoNS and GN NA NA blaCTX-M ND CoNS NA NA ND ND Candida spp. NA NA NA S. epidermidis CoNS R Oxacilin mecA S. epidermidis CoNS R Oxacilin mecA S. epidermidis CoNS R Oxacilin mecA ND 56 23 27 13 64 ND ND NA NA blaSHV 14 13 A. baumannii A. baumannii S Cephalosporins ND mecA 15 01 E. coli E. coli S 16 14 S. epidermidis CoNS R Cephalosporins and Carbapenems Oxacilin 51 CoNS ND R Oxacilin ND CoNS ND R Oxacilin ND ND Aspergillus spp. NA NA NA ND Candida albicans NA NA NA 17 18 19 23 23 ND ND Candida albicans NA NA NA R: Resistant; S: Susceptible; * CLSI 2010; NA: results not available; ND: Not Detected; CoNS: coagulase negative Staphylococcus Discussion Early identification of the causative pathogen in bloodstream infection is crucial, especially in cases of transplant patients achieving greater chance of survival and successful post-transplant. In addition, rapid detection of resistance genes in the bloodstream can contribute to the adequacy of antimicrobial treatment with reduced morbidity / mortality [10,11,12]. The use of PCR for diagnostic purposes establishes a new era in the detection and characterization of microorganisms directly from clinical samples. 195 ANEXOS Several protocols based on PCR amplification of 16S rDNA for differentiation of gram-positive and gram-negative bacteria have been used from samples collected from different infectious sites [13, 14]. Commercially available multiplex real time PCR assay kits have been evaluated in adult patients with hematological malignancies and compared with blood cultures (BC) only for microorganism identification [15]. Our study reports the clinical application for identification bacterial and detection resistance genes in adult and pediatric patients with hematological malignancies. The PCR assays showed six negative results that tested positive by BC and seven positive for real time PCR with negative BC. The negative real time PCR results with positive BC reported in our study failed to detect frequent bloodstream pathogens such as coagulase-negative staphylococci, enterococci, streptococci and K. pneumoniae. Varani et al. reported in their study positive BC whereas CoNS and Streptococcus mitis were not detected by real time PCR [16]. Louie et al. detected positive BC for Enterococcus faecalis while real time PCR failed to identify this microorganism [17]. This difference allowed us to establish a LoD to distinguish between infection and contamination. The low sensitivity of real time PCR for coagulase-negative Staphylococcus, Enterococcus sp. and S. pneumoniae was possibly associated with the Ct and LoD Ct specifically set analytical cutoff values in order to distinguish contamination from infection in bone marrow transplants patients. Lehmann et al. reported the importance to determinate cut off value to discriminate between significant bacterial loads of such microorganism in clinical samples and low amounts of bacterial DNA [18]. In addition, the presence of high bacterial DNA concentration bacterial might have resulted in inhibition of the molecular detection [19]. In seven samples where bacteria were only detected with the real time PCR the microorganism detected were 1 A. baumannii, 2 K. pneumoniae, 1 196 ANEXOS Enterococcus spp. and 3 CoNS (Table1). Varani et al. detected Gram negative bacteria more than BC and Enterococcus spp. did not not grow in culture [16]. Louie et al. observed 17 cases where PCR identified a organism not found by BC [17]. Positive cases of K. pneumoniae suggested that the bacteria recovered were truly because 19 days after PCR results the microorganism was detected in another culture not available by real time PCR. Authors suggested that the detection of circulating bacterial DNA and presence of unviable DNA bacterial detected by real time PCR should be considered contaminants [20, 18]. The real time PCR detected Candida DNA in three samples from two patients of probable or possible bloodstream infection, while BC showed negative results. Differences among BC systems for detection of Candida spp. do not explain the disagreement with the real time PCR [21, 22]. Mancini et al described Aspergillus sp. in samples blood by LightCycler SeptiFast (Roche Diagnostics, GmbH, Mannheim, Germany) [15]. The identification by real time PCR was consistent with the presence of unviable fungal components or of very low viable fungal loads [23,24]. The proposal of our study was to detect 10 resistance genes. We found samples with blaSHV, blaCTX-M, vanA, and mecA genes by real time PCR. The identification of these genes together with clinical context could be an important tool to help in the management of the appropriate therapy. One of the limitations of commercially kit for identifying bacteria and fungi in blood using PCR is the failure to provide antimicrobial susceptibility patterns and resistance genes [16]. The nonexistence of a gold standard regular diagnostic is a major limitation for the evaluation of new molecular techniques. The positive BC results due to contamination correspond to a limitation for the interpretation of positive or negative real time PCR results [25]. Karahan et al. study showed that the false positive blood bottles were detected with automated systems and suggests 197 ANEXOS assessment of the microorganism DNA in these bottles [26]. Accordingly, a negative result by real time PCR cannot exclude the presence of a bloodstream infection in neutropenic patients, study by Nakamura et al and Peters recommended the interpretation of real time PCR results conform to the clinical context [27,25]. Conclusion The blood cultures remains the gold standard for microbial diagnostic. However, real time PCR could be a valuable diagnostic tool. Every effort should be made to improve the yield of this diagnostic new modality, principally in critically ill patients. The results obtained should be interpreted together of clinical and other laboratory data. A large controlled study is in progress to further evaluate the clinical benefits of using the real time PCR in this patient setting. Competing interests The authors declare that they have no competing interests. Authors' contributions LCM participated in the design and coordination of the study, data analysis and drafted the manuscript. TTR participated in the design of the study and carrier out the PCR. KCB participated in the clinical data acquisition and carrier out the Bactec® samples. CP participated in the design of the study. MGQ participated in the design of the study and carrier out the PCR. FC participated in the design of the study. JSRO participated in the design of the study. 198 ANEXOS ACCP participated in the design, coordination of the study and helped draft the manuscript. Acknowledgements This study was supported by a grant from “Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP”, Brazil. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - "National Counsel of Technological and Scientific Development" gave a grant to LCM (protocol 141636/2008-4), Brazil. References 1. Biedenbach DJ, Moet GJ, Jones RN: Occurrence and antimicrobial resistance pattern comparisons among bloodstream infection isolates from the Sentry Antimicrobial Surveillance Program (19972002). 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Division of Infectious Diseases, Federal University of São Paulo/UNIFESP * Corresponding Author. Division of Infectious Diseases, Federal University of São Paulo, Rua Leandro Dupret, 188, São Paulo, SP, Brazil. Zip Code: 04025-010. Phone: (55-11) 5081-2965. Fax: (55-11) 5571-5180. E-mail address:[email protected] Grant: This study was supported by a grant from “Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP And Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPQ. Key words: real-time PCR; resistance genes; bloodstream infections, Bacterial pathogens Abstract Rapid detection of microorganisms in bloodstream infections (BSI) is important for diagnosis and treatment. Molecular diagnostic tools are resource-saving and could help implementing early appropriate antibiotic therapy. The aim of this study was to detect and identify by real-time PCR (qPCR) the main BSI causative agents directly from blood cultures bottles and whole blood samples and their related antimicrobial resistance genes. The limit of detection (LoD) and cutoff were evaluated according to CLSI documents EP17, EP-12 and GP-10. The clinical sensitivity and specificity were calculated by a receiver operating characteristic (ROC) curve. The qPCR was design to identify 17 203 ANEXOS species using specific primers and Taqman probes. The resistance genes blaSHV, blaTEM, blaCTX, blaKPC, blaIMP, blaSPM, blaVIM, vanA, vanB and mecA were detected using specific primers by qPCR SYBR Green. The assays were able to detect the target genes in a corresponding dilution of 15 to 1.5 CFU for reation. For coagulase negative Staphylococcus (ConS) (30,9), Stenotrophomonas maltophilia (31,6) and Escherichia coli (32,6) lower Cycle threshold (Ct) cutoff values were detected. The area under the ROC curve showed a satisfactory performance above 0.70 for most genes studied. The sensitivity by ROC curve was above 80% for blaKPC and 16S rDNA Gram positive genes and below 60% for blaTEM, blaSHV and vanB genes. The assays provide a good option for a rapid diagnosis of BSI. Introduction Clinical manifestations of bloodstream infections (BSI), sepsis and shock, are the 10th leading cause of death in the United States, accounting for 6% of all deaths (50.37 deaths per 100,000 individuals in the overall population) (1). Early detection of causative pathogens and adequate treatment within the first 6-12 hours is critical for favorable outcomes in patients with BSI (2). Despite all advances in Blood Cultures (BC) techniques, culture results are usually not available before 24-72 h. On the one hand, it has been shown that nucleicacid-based technology, such as polymerase chain reaction (PCR), could be more sensitive and also shorten the time to result when compared with conventional BC techniques (3). On the other hand, PCR based on the automated fluorescence detection of amplicons (real-time PCR, qPCR) is usually more robust, less labor-intensive, and less prone to contamination than conventional PCR techniques (4). Rapid detection of bacterial resistance mechanisms in BC bottles can assist the physician in both patient management and infection control. 204 ANEXOS The aim of this study was to standardize a real-time PCR (qPCR) protocol for direct detection and identification from BC bottles and whole blood samples of 17 bacterial species, amongst the commonest BSI causative organisms, and 10 resistance genes, amongst the commonest associated to antimicrobial resistances in hospital infections. Material and Methods Specimen preparation and clinical samples A total of 160 blood cultures and 51 whole blood samples obtained from bone marrow transplant patients and from 30 healthy volunteers were used for the present study, in order to be analyzed to determine the relative microorganism loads. Blood cultures and K-EDTA samples for PCR were collected in parallel directly from central lines or indwelling arterial catheters. The negative controls were obtained from 30 volunteers selected among healthcare professional from the Division of Infectious Diseases, Federal University of São Paulo/UNIFESP. The study was approved by UNIFESP ethics committee. The standardization was evaluated using well characterized samples and ATCC control (Table 1). Spiked specimens were prepared by spiking targetnegative K-EDTA blood, blood cultures and DNase/RNase-free milliQ water tubes from bacterial and fungal reference strains to a density corresponding to 0.5 McFarland turbidity scale (1,5 x 108 CFU/mL) for each gene studied. These specimen preparation were used to prepare serial 10-fold dilutions. DNA Extraction Five hundred (500) µL were sampled from blood culture bottles and submitted to mechanical lysis with 300 mg of glass beads (0.3 mm diameter, Scientific Industries, LOCAL?) for 10 minutes in a disruptor Genie® (Scientific Industries, LOCAL?). The total DNA was extracted using phenol chloroform method (Brazol®, LGC, Brazil) according to manufacturer’s recommendations. 205 ANEXOS In 1.5 mL whole blood sample from the K-EDTA tube, it was added 300 mg of glass beads (diameter 0,3 mm, Scientific Industries) and processed in a disruptor Genie (Scientific Industries) by 10 minutes to achieve cell lysis. A volume of 1 mL was transferred to a new tube and the DNA extraction was performed using the QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA, USA), according to the manufacturer's instructions. Bacterial samples controls were suspended in DNase/RNase-free milliQ water to a density corresponding to 0.5 McFarland turbidity scale (1,5 x 108 CFU/mL). These suspensions were used to prepare serial 10-fold dilutions to construct a standard curve. to Primers and probes The primers and TaqMan probes were developed for this study by Primer Express software v2.0 (Applied Biosystems, Foster City, CA) and have been described previously for 18S rDNA in different microorganism (5, 6, 7, 8, 9). The specific Gram probes were designed by Bispo et al. (10). The resistance genes were as previously described elsewhere (11, 12, 13, 14, 15, 16). All the primers and probes were selected from public database and were checked for specificity in a BLAST search available through the National Centre for Biotechnology Information website (www.ncbi.nlm.nih.gov). A primer set for the HFE-hemochromatosis gene was designed to be used as an internal control. Real-time PCR amplification The eluate was submitted to three different qPCR reactions using three 5 µL aliquots of the prepared specimen and one aliquot of clinical samples DNA added to the master mix. The differentiation between Gram-positive and Gram-negative bacteria was done by multiplex real-time Taqman (10). The specific species qPCR reactions were set up as single PCR for each individual target, performed in a 20 µL reaction volume, with 10 µL TaqMan Universal Master Mix 2X (Applied Biosystems, Foster City, CA), 0,5 µM each primers, 0,3 µM probe. The resistance genes qPCR reactions used a 25 µL 206 ANEXOS reaction volume containing 12,5 µL Kit Platinum SYBR Green qPCR Super Mix (Invitrogen, California, EUA), 0,5 uM each primer. Amplification was performed under the following conditions: 50°C for 2 minutes and 95°C for 10 minutes (UDG) followed by 40 cycles of 95°C for 15 seconds and 60°C for 60 seconds. Melting curve analysis was performed after amplification by heating samples from 68°C to 95°C with 0.5°C /s increments for SYBR Green qPCR. Genes blaSPM, blaVIM, blaIMP were detected by multiplex real-time SYBR Green (16). Fluorescence was quantified on-line and at the end point with the sequence detection system software (version 2.0, Applied Biosystems, Foster City, CA). Reactions were performed with an ABI 7500 Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA). The cycle threshold was determined after reaction by setting the threshold line in the linear phase of the amplification plot. The intersection of the amplification curve and threshold line was defined as the cycle threshold value by the thermocycler software. Determination of LoD, specificity and efficiency The assay determined the lower limit of detection (LoD) or minimal analytical sensitivity for each gene analyzed, based on CLSI document EP-17 (17). Control samples representative of each studied gene were suspended in DNase/RNase-free water to a density corresponding to a McFarland turbidity standard of 0,5 for bacterial (1,5 x 108 CFU/mL) and Candida spp. (1 to 5 x 106 cells per mL). The fungi were suspended using 9,3 ng/µL and 8,9 ng/µL DNA from Aspergillus fumigatus and Fusarium solani, respectively. These suspensions were used to prepare serial 10-fold dilutions using DNase/RNase-free milliQ water. The analytical specificity and sensitivity of the test were established by receiver operating characteristic (ROC) Curve, which used a 95% confidence interval. Test reproducibility and efficiency were assessed by three repeated tests with each detection genes series of serial 10-fold dilutions (ranging from 1,5 x 107 CFU/mL to 1,5 x 101 CFU/mL). The results obtained with the dilutions series were used to evaluated the linearity of response, the PCR efficiency, represented by the equation: 207 ANEXOS Efficiency = [−1+10(−1/slope)]×100. Cutoff values and performance evaluation (Accuracy) The Cycle threshold (Ct) cutoff values were determined (?)according to CLSI documents EP-12 (18) and GP-10 (19). Positivity rates in these blood specimens of coagulase negative Staphylococcus (ConS), Streptococcus spp. and E. coli upon application at establishing optional cutoff values Ct for qPCR. Conventional blood cultures and PCR samples were then analyzed in parallel. Moreover, all PCR results were further re-analyzed for potential cross-contaminating by examining the raw data without using the automatic software threshold. Blood cultures were performed using the Bactec 9240 (Becton Dickinson, Microbiology Systems, Coceysville, Md). Statistics Data were analyzed using SSPS version 17.0 software (SPSS Inc., Chicago, IL). The receiver operating characteristic (ROC) curve analysis was performed to calculate the area under the curve (AUC) and to assess the accuracy of the tests for each gene by realtime PCR assays. Results DNA extraction and real-time PCR amplification The DNA of all 10 resistance genes and 17 microorganism pathogen strains (Table 2) was effectively extracted directly from spiked whole blood samples. Clinical samples were then further analyzed by PCR using DNA free reagents. Microorganisms of each gene were identified by Taqman® probes and resistance genes as well as the internal controls were determined by their specific melting points. The melting curve registrations of resistance genes and the internal control detection by respective melting temperature (Tm) analysis are shown in Table 4. Using eight triplicates per sample a maximal intraassay Standard Desvio (SD) was observed in Aspergillus spp. (0,86°C), 18S rDNA gene (0,69°C) and E. cloacae (0,41°C). The assay precision of the Tm determination was tested for all detection genes with reference organisms at eight different sample concentrations and in triplicate. The overall inter-assay precision was calculated from 208 ANEXOS three independent experiments (data not shown). There was no cross-reaction between the PCR. All control samples amplified only the gene designated and were negative for the presence of other genes. Determination of LoD, specificity and efficiency The Ct LoD as revealed from analysis of reference strains is shown in Table 3. ConS, (30,9), S. maltophilia (31,6) and E. coli (32,6) obtained lower Ct values. Due to the application of our predefined cross-contamination threshold, the detection limit for ConS, S. maltophilia and E. coli throughout our experiments was limited for several species and generally ranged of 10-fold dilution at a concentration 10-6 and 10-7 by 0,5 MacFarland the spiked samples. The specificity of microorganism identifications was evaluated by the qPCR test based on target-especific Taqman probes and resistance genes was based on different melting peak temperatures. The specificity was around 100% for all genes evaluated by ROC curve. The PCR efficiency was acceptable for all genes (Table 3). The sensitivity and specificity for each gene varied according to the Ct LoD determined according to the CLSI document (REF) and was shown in Table 3. The sensitivity was above 80% for blaKPC and 16S rDNA Gram positive genes and below 60% for blaTEM, blaSHV and vanB genes. Cutoff values and performance evaluation (Accuracy) Statistical analysis of experimental data as obtained from 160 blood culture and 51 whole blood samples drawn from fresh veni-puncture sites and from 30 healthy volunteers revealed significant cross-contamination of the clinical samples with ConS and E. coli. In order to reduce the positivity rate caused by potential cross-contamination, application of a Ct cutoff value was evaluated for all genes, mainly ConS and E. coli (Table 3). A Ct cutoff value reduced the positivity rate for ConS and E.coli. According to these experimental results a Ct cutoff value seemed suitable to potentially discriminate between significant microorganisms loads of such organisms in clinical samples and low amounts of bacterial DNA (background reactivity) resulting from cross-contamination 209 ANEXOS during the initial blood draw or contamination of PCR reagents. The area under the ROC curve shown in Table 4 was above 0.70 for most genes studied, showing a satisfactory performance. Areas under the ROC curve of 0.60 were observed for A. baumannii genes, 18S rDNA for Fungi and 16S rDNA for Gram positive and Gram-negative. . Discussion The use of PCR for diagnostic purposes establishes a new era in the detection and characterization of microorganisms directly from clinical samples. Several protocols based on PCR amplification of 16S rDNA for differentiation of gram-positive and gramnegative bacteria have been used from samples collected from different infectious sites (20,21). The real-time PCR approach has gained increasing acceptance as a laboratory technique suitable for diagnostic purposes, however, the interpretation of the results can be called into question. The sample could be considered as negative while it contains the pathogen (false negative result) or it could be considered as positive while it does not contain the pathogen (false positive result) (22) These problems can be minimized by the determination of cycle cutoff (Limit of Detection White-LoB) and limit of detection (LoD) of the method to make a reliable interpretation. The introduction of a new diagnostic method requires an analytical and clinical validation to ensure greater reliability to the chosen protocol. Each molecular diagnostic protocol, after its analytical parameters tested must also have certain clinical validation in the intended population (23). The PCR assays showed excellent analytical specificity when tested for the most common bacterial pathogens in bloodstream infection. No cross-reaction was detected using human and fungal DNA. The area under the ROC curve was above 0,82 for all genes studied showing a satisfactory performance, except E. coli (0,73). 210 ANEXOS The nonexistence of a regular diagnostic gold standard is a major limitation for the evaluation of new molecular techniques. The positive BC results due to contamination correspond to a limitation for the interpretation of positive or negative real-time PCR results (3). A current study showed that the false positive blood bottles were detected with automated systems and suggests assessment of the microorganism DNA in these bottles (24). A major limitation of commercially kits for identifying bacteria and fungi in blood using PCR is its failure to provide antimicrobial susceptibility patterns. Our study detected the most prevalent and clinically relevant resistance genes, however, BC remains an important diagnostic tool, providing essential information about the antimicrobial drug resistance of pathogens (25). The blood cultures remains gold standard for microbial diagnostic. However, realtime PCR could be a valuable diagnostic tool. Every effort should be made to improve the yield of this diagnostic new modality, principally in critically ill patients. The results obtained should be interpreted together of clinical and other laboratory data. A large controlled study is in progress to further evaluate the clinical benefits of using the realtime PCR en blood stream infection. Acknowledgments Research supported by FAPESP and CNPq. Table 1. Species tested for standardization of the Real Time PCR reactions. in real-time Microorganism Reference Strains Acinetobacter baumannii ATCC 19606 Acinetobacter calcoaceticus ATCC 33305 Aspergillus flavus Clinical isolate Aspergillus fumigatus Clinical isolate Aspergillus parasiticus Clinical isolate 211 ANEXOS Burkholderia cepacia Clinical isolate Candida albicans ATCC 90028 Candida krusei ATCC 6258 Candida parapsilosis ATCC 22019 Candida tropicalis ATCC 750 Enterobacter aerogenes ATCC 13048 Enterobacter cloacae blaVIM Control Enterococcus avium ATCC 35665 Enterococcus casseliflavus ATCC 700327 Enterococcus durans ATCC 6056 Enterococcus faecalis ATCC 29212 Enterococcus faecalis ATCC 700802 Enterococcus faecium ATCC 93011 Escherichia coli ATCC 25922 Fusarium solani Clinical isolated Klebsiella pneumoniae ATCC 700603 Klebsiella pneumoniae blaTEM, SHV, CTX, KPC control (A28005) Proteus mirabilis ATCC 29245 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 Pseudomonas aeruginosa blaSPM control (P1088) Pseudomonas aeruginosa blaIMP control Pseudomonas aeruginosa blaVIM control Rhizopus sp Clinical isolate Rhodotorula sp Clinical isolate Salmonella spp. Clinical isolate Serratia marcescens Clinical isolate Shigella flexineri ATCC 12022 Staphylococcus aureus ATCC 25923 Staphylococcus aureus ATCC 43300 Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 Staphylococcus haemolyticus ATCC 29968 Staphylococcus saprophyticus ATCC 15305 Staphylococcus warneri Clinical isolate Stenotrophomonas maltophilia Clinical isolate Streptococcus mitis Clinical isolate 212 ANEXOS Streptococcus pneumoniae ATCC 49619 Streptococcus pyogenes ATCC 18615 Streptococcus viridans Clinical isolate ATCC – American Type Culture Collection 213 ANEXOS Table 2. List of primers for amplification of the coding region of genes for antimicrobial resistance, internal control, generic fungi and TaqMan probes for amplification of the coding region of genes that identify the major microorganisms and efficient access number in GenBank. Sequence (5’3’) Primer and Probe Acinet-F TGGACTCGGTAGCTGCACTTAC Acinet-R CCCATATGAGAGTCACCCATCTC Acinet-PB CCTAAAGCAGAAATC Enteroco-F TGTGGCAACAGGGATCAAGA Enteroco-R TTCAGCGATTTGACGGATTG Enteroco-PB TCGTTCGTGCATTAGA Ecoli-F GCCGGGAAAAGTGTACGTATCA Ecoli-R CGGGATAGTCTGCCAGTTCAG Ecoli-PB CGTTTGTGTGAACAACGA Enterob-F CATGATGGAGCTGATCCGTAAC Enterob-R CCCGCAAATACGGAGTAACC Enterob-PB TCGCGATCGAGCACT Kpneu-F GATTTAATCGCAACACGCATGA Kpneu-R TTCTCCCGAAAATGAGACACTTC Kpneu-PB CCTGGGTATGCTATATC Paer-F TGCTGGTGGCACAGGACAT Paer-R TTGTTGGTGCAGTTCCTCATTG Paer-PB CAGATGCTTTGCCTCAA Microorganism or Antimicrobial Resistance Gene GenBank Accession number and references recA GU 942487.1 Acinetobacter baumannii This study AF 35185 Enterococcus spp. groES This study uidA AM 180568.1 Escherichia coli This study Enterobacter cloacae atpD DQ 859777.1 hemolysin AF 293352.1 This study Klebsiella pneumoniae This study regA EU 342000.1 Pseudomonas aeruginosa This study 214 ANEXOS Sequence (5’3’) Primer and Probe Sal-F Microorganism or Antimicrobial Resistance CGTTTCCTGCGGTACTGTTAATT AGACGGCTGGTACTGATCGATAA Sal-PB CCACGCTCTTTCGTCT Saur-F AGCTGGCTTAGCGTATATTTATGCT Saur-R GCAACTTTAGCCAAGCCTTGA Saur-PB AATGGTAAACAAAGCTTTAG SCN-F GCGATTTC(CT)GAA(CT)GGGG(AG)AACCC coagulase SCN-R TTCGCCTTTCCCTCACGGTACT negative SCN-PB ACGGCTAGCTCCAAAT Spneu-F ACGCAATCTAGCAGATGAAGC Spneu-R TGTTTGGTTGGTTATTCGTGC Spneu-PB TTTGCCGAAAACGCTTGATACAGGG Smarc-F GGTGAGCTTAATACGTTCATCAATTG Smarc-R GCAGTTCCCAGGTTGAGCC Smarc-PB TGCGCTTTACGCCCAGTAATTCCGA Steno-F TGCCACTGCGCGTGTAGT Steno -R CTGGCGCTTGTTGC Steno -PB CTTGTTGCCGAAGCC Mtuber-F GGCTGTGGGTAGCAGACC CGGGTCCAGATGGCTTGC Mtuber-PB TGTGGGTAGCAGACCTCACCTATGTGTCGA Pmira-PR GCGCGTAAAGCACGTGAGATGA Pmira1-F ATTTCAGGAAACAAAAGATG Pmira1-R TTCTTACTGATAAGACATTG GenBank Accession number and references invA U 43272 Salmonella spp. Sal-R Mtuber-R Gene This study nuc EF 529608.1 Staphylococcus aureus This study rrs Staphylococcus gi 281296180 This study GU 968411.1 Streptococcus pneumoniae ply This study crp AF 276243.1 Serratia marcescens This study metB 6365181 S. maltophilia This study IS 6110 X 52471 Mycobacterium tuberculosis (6) Proteus mirabilis mrpA Z 32686 This study 215 ANEXOS Sequence (5’3’) Primer and Probe Microorganism or Antimicrobial Resistance Gene GenBank Accession number and references Aspergillus spp. 18S rDNA AF 548061 Asperg-F GTGGAGTGATTTGTC TGC TTA ATT G Asperg -R TCTAAGGGCATCACA GAC CTG TT Asperg -PB CGGCCCTTAAATAGCCCGGTCCG Fusar-F AGTATTCTGGCGGGC ATG CCT GT Fusar-R ACAAATTACAACTCG GGC CCG AGA Calbic-F GGGTTTGCTTGAAAGACGGTAGT Calbic-R TTGAAGATATACGTGGTGGACGTTTG Calbic-PB TAAGCCATTGTCAAAGCGATC Candsp-F CTCGTAGTTGAACCTTGG Candsp-R GCCTGCTTTGAACACTCT Candsp-PB TTTTGATGCGTACTGGACCC NFW-F GACTCCTACGGGAGGC 522Rv-R GCGGCTGCTGGGAC GP-PB CTGAYSSAGCAACGCCGCG Gram-positive GN-PB CCTGAYSCAGCMATGCCGCG Gram-negative HFE_ F GATGACCAGCTGTTCGTGTTC HFE_R CCACATCTGGCTTGAAATTCT NS5 AACTTAAAGGAATTGACGGAAG NS6 GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC blaSHV-F ATGCGTTATACGCCTGTG blaSHV-R TGCTTTGTATTCGGGCCAA blaTEM-F TGCCGCATACACTATTCTCAGAATGA blaTEM-R ACGCTCACCGGCTCCAGATTTAT blaCTX-F ATGTGCAGYACCAGTAARGTKATGGC (7) Fusarium spp. (8) FJ 159679.1 Candida albicans 18S rDNA This study 18S rDNA GU 562348.1 Candida spp. This study 16S rDNA (10) HFE NM 139004.2 This study 18S rDNA (5) blaSHV (12,13) blaTEM (12,13) blaCTX (12,13) Fungi Cephalosporin Cephalosporin 216 ANEXOS Primer and Probe Sequence (5’3’) blaCTX-R TGGGTRAARTARGTSACCAGAAYCAGCGG blaKPC-F ATGTCACTGTATCGCCGTCTAGTTC blaKPC-R CAATCCCTCGAGCGCGAGTC blaIMP-F GAATAG(A\G) (A\G)TGGCTTAA(C\T)TCTC blaIMP-R CAAAC(C\T)ACTA(G\C)GTTATC blaVIM-F GTTTGGTCGCATATCGCAAC blaVIM-R AATGCGCAGCACCAGGATAG blaSPM-F CTAAATCGAGAGCCCTGCTTG blaSPM-R CCTTTTCCGCGACCTTGATC mecA-F AAAACTAGGTGTTGGTGAAGATATACC mecA-R GAAAGGATCTGTACTGGGTTAATCAG vanA-F GGGAAAACGACAATTGC vanA-R GTACAATGCGGCCGTTA vanB-F ATGGGAAGCCGATAGTC vanB-R GATTTCGTTCCTCGAC Microorganism or Antimicrobial Resistance Gene GenBank Accession number and references blaKPC EU 784136 Cephalosporin Carbapenem (12,13) blaIMP (16) blaVIM (16) blaSPM AJ 492820 Carbapenem Carbapenem (16) mecA (15) vanA (11) vanB (11) Methilicin Glycopeptide Glycopeptide F- Forward; R- Reverse; PB- TaqMan Probes; IS- Insertion sequence 217 ANEXOS Table 3 – Determined Ct values for LoD and cutoff, Tm, efficiency, sensibility, specificity and area under curve calculated by ROC curve for qPCR. Microorganism or Resistance gene Cutoff Efficiency % Area under curve ROC Sensibility (%) Especificity (%) GP 16S rDNA a 40 38,6 109,1 0,995 87,5 99,97 GN 16S rDNAb 36,6 34,4 94,73 0,998 76,5 99,99 S. aureus 38 36,9 123,4 1,00 80,30 100,00 CoNS 34 30,9 125,5 0,872 48,60 100,00 Enterococcus spp. 40 37,1 135,4 0,957 89,10 99,85 S. pneumoniae 39,1 37,4 103,3 0,99 91,70 100,00 E. coli 33,1 32,6 121,0 0,734 40,40 100,00 K. pneumoniae 40 33,9 121,9 0,961 50,00 100,00 P. mirabilis 38,1 37 104,2 0,843 82,60 99,65 S. marcescens 40 38,58 83,8 0,893 81,50 99,80 Salmonella spp. 36,3 33 105,0 0,825 41,20 99,90 P. aeruginosa 40 38,8 99,4 0,994 97,60 100,00 S. maltophilia 31,9 31,6 136,6 0,997 71,4 100,00 LoD Tm SD Tm 218 ANEXOS 100,00 99,59 80,00 100,00 72,7 100,00 0,00 100,00 0,976 77,1 99,95 93,7 0,990 74,5 100,00 0,14 116,91 0,961 57,9 99,96 91,31 0,07 81,2 0,984 82,7 99,96 34,53 85,85 0,22 81,9 0,996 67,3 99,96 34,1 33,26 91,67 0,22 81,4 0,863 25,7 100,00 blaCTX 33,7 32,62 88,85 0,09 86,4 0,896 70,8 99,97 blaIMP 33,23 28,49 76,27 0,10 100,0 0,954 67,6 100,00 blaSPM 33,23 30,99 84,85 0,10 80,0 0,981 73,7 98,30 blaVIM 33,23 31,82 89,43 0,10 128,7 0,938 72,2 98,30 Fungi 18S rDNA 36,1 34,4 83,3/85,13 0,69/0,24 103,8 0,953 76,8 99,95 E. cloacae 36,2 37,47 0,41 129,4 0,958 95,8 100,00 Aspergillus spp. 37,2 38,0 0,86 108,5 0,947 94,7 100,00 A. baumannii 40 38,9 124,0 0,973 C. albicans 39 36 121,0 0,983 Cândida spp. 39 36,5 116,9 0,985 M. tuberculosis 39 34 128,8 1,00 mecA 34,9 33,91 71,92 0,29 108,9 vanA 35,5 33,67 85,48 0,08 vanB 33,3 32,29 74,41 blaKPC 37,9 36,67 blaTEM 36,4 blaSHV 80,27 85,59 219 ANEXOS Fusarium spp. 36,9 33,01 90,86 0,22 97,3 0,700 70,0 100,0 GP- Gram-positive; GN- Gram-negative; CoNS – coagulase negative Staphylococcus; LoD – Limite of detection , Tm, - temperature meling; SDstandard desvio; ROC- Receiver operating characteristic. 220 ANEXOS References 1. 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