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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-20102021-104729
Documento
Autor
Nombre completo
Ana Paula Cury
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Rossi, Flavia (Presidente)
Costa, Silvia Figueiredo
Duarte, Alberto Jose da Silva
Freitas, Marise Reis de
Título en portugués
Avaliação de método molecular para detecção de colonização por carbapenemases comparado com a cultura de vigilância diretamente do swab retal
Palabras clave en portugués
Bactérias aeróbias gram-negativas
Cultura de vigilância
Enterobacterales resistentes a carbapenêmicos
Genes de carbapenemases
Klebsiella pneumoniae carbapenemase
Resistência microbiana a medicamentos
Técnicas de diagnóstico molecular
Testes de sensibilidade microbiana
Resumen en portugués
A disseminação global de microrganismos resistentes aos carbapenêmicos é uma preocupação crítica de saúde pública. Novas plataformas moleculares podem detectar genes de carbapenemase em menor tempo que a cultura de vigilância, mas uma avaliação local é essencial. Os objetivos desse estudo foram avaliar o desempenho diagnóstico de uma plataforma automatizada de PCR em tempo real para detecção de genes codificadores de carbapenemases diretamente de swabs retais, correlacionar os resultados moleculares com a cultura de vigilância caracterizando os microrganismos com resutados discrepantes e mensurar as indicações de precaução de contato relacionada a Gram-negativo multirresistentes produtores de carbapenemases a partir de método genotípico e fenotípico. Foi realizado estudo prospectivo de desempenho diagnóstico da plataforma automatizada Gene Xpert® (Cepheid, Sunnyvale, CA) usando o ensaio Xpert-Carba-R® diretamente de swabs retais de pacientes internados nas Unidades de Terapia Intensiva e Transplantados (alto risco) e Pronto Socorro (baixo risco) entre abril e julho de 2016 no Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Os resultados foram comparados com a PCR in house realizada a partir do caldo tioglicolato sem antibiótico provindo da cultura de vigilância de Enterobacterales resistentes aos carbapenêmicos (método de referência). O limite de detecção foi analisado na cultura de vigilância e no Xpert Carba-R® e os valores do threshold cycle foram correlacionados com o PCR in house. Do total de 921 swabs retais, 21% (196) foram do grupo alto risco e 79% (725) do grupo baixo risco. A PCR in house detectou 9,1% (84) de amostras positivas sendo, 77 blaKPC (8,4%), 5 blaVIM (0,5%) e 2 blaNDM (0,2%). O Xpert Carba-R® detectou 9,9% (91) de amostras positivas, sendo 87 blaKPC (9,5%) e 4 blaNDM (0,4%) em até 50 minutos. Doze amostras, 1,3% (10 blaKPC, 2 blaNDM) foram positivas somente no Xpert Carba-R® e apresentaram Threshold cycle >30. Cinco amostras (0,5%), foram positivas para blaVIM apenas pelo PCR in house e confirmados como blaVIM-2 por sequenciamento de DNA. A acurácia do Xpert Carba-R® foi de 98,2%, sensibilidade de 94%, especificidade de 98,6%, valor preditivo positivo de 86,8% e negativo de 99,4% e coeficiente Kappa de 0,893. O desempenho diagnóstico foi similar nos dois grupos. A cultura de vigilância foi positiva em 9,3% (86/921) e destas, 23% (20/86) foram negativas para carbapenemases confirmadas por sequenciamento completo do genoma como produtoras de -lactamases de espectro estendido com alteração de permeabilidade. Dentre as 835 culturas negativas, 3% (25) foram positivas para carbapenemases. As culturas foram obtidas em até 120 horas. O limite de detecção para blaKPC foi de 101 UFC/swab nos dois métodos. Do total de 859 pacientes, 111 (13%) estavam colonizados, determinados a partir do método genotípico (n=91) ou fenotípico (n=86). Os resultados positivos concordaram em 59%. O Xpert Carba-R® não detectou 23% das Enterobacterales resistentes a carbapenêmicos e a cultura não detectou 27% dos organismos produtores de carbapenemase. Concluiu-se que o Xpert Carba-R® é um método acurado com um tempo de resposta significantemente menor comparado com a cultura de vigilância e que as duas metodologias são complementares para identificar os pacientes colonizados e otimizar as precauções de contato minimizando possível disseminação horizonta
Título en inglés
Evaluation of a molecular method for the detection of colonization by carbapenemases compared to surveillance culture directly from the rectal swab
Palabras clave en inglés
Carbapenemase genes
Drug resistance microbial, Carbapenem-resistant enterobacterales
Gram-negative aerobic bacteria
Klebsiella pneumoniae carbapenemase, Molecular diagnostic techniques
Microbial susceptibility test
Surveillance culture
Resumen en inglés
The global spread of carbapenemase-producing organisms has been a critical public health concern. New molecular platforms can detect carbapenemase genes in less time than surveillance culture, but a local evaluation is essential. The objectives of this study were to evaluate the diagnostic performance of an automated real-time PCR platform for the detection of genes encoding carbapenemases directly from rectal swabs, to correlate the molecular results with the surveillance culture characterizing the microorganisms with discrepant results, and to measure the contact precautions indications related to multidrugresistant gram-negative producers of carbapenemases using a genotypic and phenotypic method. A prospective diagnostic performance study of the automated Gene Xpert platform (Cepheid, Sunnyvale, CA) using the XpertCarba-R assay was performed directly of rectal swabs from patients admitted into the Intensive Care and Transplant Units (high-risk), and into the Emergency Department (low-risk) between April and July 2016 at Hospital das Clínicas, Faculty of Medicine, University of São Paulo. The results were compared with the in-house PCR performed after antibiotic-free broth enrichment from surveillance culture of carbapenem-resistant Enterobacterales (reference method). The limit of detection for the surveillance culture and the Xpert CarbaR assay was performed and the threshold cycle values were correlated with the in-house PCR. A total of 921 rectal swabs was collected: 21% (196) were in the high-risk group and 79% (725) in the low-risk group. In-house PCR detected 9.1% (84) of positive samples, 77 blaKPC (8.4%), 5 blaVIM (0.5%), and 2 blaNDM (0.2%). Xpert Carba-R detected 9.9% (91) of positive samples, 87 blaKPC (9.5%), and 4 blaNDM (0.4%) within 50 minutes. Twelve samples, 1.3% (10 blaKPC, 2 blaNDM) were positive only by Xpert Carba-R, and showed Threshold cycle >30. Five samples (0.5%) were positive for blaVIM only by in-house PCR and confirmed to be blaVIM-2 using DNA sequencing. The accuracy of Xpert Carba-R was 98.2%, sensitivity 94%, specificity 98.6%, positive predictive value of 86.8%, and negative predictive value of 99.4%; Kappa coefficient of 0.893. The diagnostic performance was similar in the two groups. The surveillance culture was positive in 9.3% (86/921) of the samples and of these, 23% (20/86) were negative for carbapenemases confirmed by whole genome sequencing as producers of extended-spectrum -lactamases with permeabilityrelated mutations. Among the 835 negative cultures, 3% (25) was positive for carbapenemases. The culture results were obtained within 120 hours. The limit of detection for the blaKPC was 101 UFC/swab in both methods. Among the 859 patients, 111 (13%) were colonized, determined using the genotypic (n = 91) or phenotypic (n = 86) method. The positive results agreed with 59%. Xpert Carba- R did not detect 23% of the carbapenem-resistant Enterobacterales and the culture did not detect 27% of the carbapenemase-producing organisms. It was concluded that Xpert Carba-R is an accurate method with a significant lower turnaround time when compared to the surveillance culture and that the two methodologies are complementary to identify colonized patients and optimize contact precautions while minimizing possible horizontal spread
 
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Fecha de Publicación
2021-10-25
 
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