Makrolid-Resistenz bei Streptococcus pneumoniae in Österreich:
Prävalenz, Phänotypen und Resistenz-Gene

C. Jebelean und H. Mittermayer
Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Tropenmedizin, A.ö. Krankenhaus der Elisabethinen Linz
Nationales Referenzzentrum für nosokomiale Infektionen und Antibiotikaresistenz
(Vorstand: Univ.-Prof. Dr. H. Mittermayer)

Einsender und beteiligte Laboratorien:
1. F. Allerberger; BBSUA Innsbruck
2. L. Binder, M. Haditsch, R. Watschinger; Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Tropenmedizin, A.ö. KH der Elisabethinen Linz
3. G. Feierl, I. Kriebernegg; Hygiene-Institut der Universität Graz
4. K. Fuchs; Institut für Pathologie, LKH Vöcklabruck
5. U. Gruber-Mösenbacher; Institut für Pathologie, LKH Feldkirch
6. E. Grund; BBSUA Klagenfurt
7. M. Halabi; Institut für Pathologie, Aö. KH der Barmherzigen Schwestern Ried
8. M. Hell; BBSUA Salzburg
9. A. Hirschl; Klinische Abteilung für Bakteriologie, AKH Wien
10. W. Öhlinger; Institut für Pathologie, A.ö. KH Krems
11. W. Prammer, E. Ziegler; Institut für Pathologie II, A.ö. KH der Barmherzigen Schwestern vom heiligen Kreuz Wels


 


Schlüsselwörter:
S. pneumoniae, Makrolide, Resistenz-Gene, Josamycin


Zusammenfassung
Wir haben die Penicillin-, Erythromycin- und Tetrazyklin-Resistenz von S. pneumoniae ab 1991 in Linz periodisch untersucht. In den Jahren 1999 und 2000 weiteten wir diese Untersuchung auf verschiedene Regionen in ganz Österreich aus. Dabei haben wir auch die Phänotypen der Makrolid-Resistenz und die genetischen Determinanten dieser Resistenz bei S. pneumoniae näher charakterisiert.

Ergebnisse:
Bei den Untersuchungen der Stämme aus unserem Einzugsgebiet in Linz fanden wir eine Prävalenz der Erythromycin-Resistenz in den Jahren 1991 bis 1996, 1997, 1998 und 1999 von 1-2%, 10%, 12% und 16%, eine Prävalenz der Penicillin-Resistenz von 5-6%, 1%, 0% und 3% und eine Prävalenz der Tetrazyklin-Resistenz von 5-9%, 14%, 12% und 13%. Bei den Untersuchungen an Stämmen, die in den Jahren 1999 und 2000 aus verschiedenen Regionen Österreichs eingesandt wurden, stellten wir eine Prävalenz der Erythromycin-, Penicillin- und Tetrazyklin-Resistenz von insgesamt 10%, 6% und 7% fest. Die Prävalenz der Erythromycin-Resistenz zeigte große regionale Unterschiede: Wir fanden eine hohe Prävalenz der Makrolid-Resistenz in Wien (25%) und Linz (12%) und eine niedrige Prävalenz der Makrolid-Resistenz in Innsbruck (3%), Klagenfurt (0%) und Graz (2%). Bei den 29 Erythromycin-resistenten Stämmen aus dieser Untersuchung, die wir auch phänotypisch und genetisch untersucht haben, fanden wir folgende Phänotypen und Gene: 10 Stämme wiesen einen M-Phänotyp und mef-Gene auf, und 19 Stämme hatten einen MLSB-Phänotyp und erm-Gene.


Key-words:
S. pneumoniae, macrolides, resistance genes, Josamycin

Summary
We investigated the macrolide, penicillin and tetracycline resistance of S. pneumoniae strains isolated in Linz starting in 1991. During 1999 and 2000 we broadened this investigation to strains collected from different regions of Austria. Moreover, we also determined the phenotype and the genetic determinants of macrolide resistance of these strains. In the pneumococcal strains isolated in Linz from 1991 to 1996, in 1997, 1998 and 1999, we found a macrolide resistance prevalence of 1-2%, 10%, 12% and 16%, respectively; a penicillin resistance prevalence of 5-6%, 1%, 0%, and 3%; as well as a tetracycline resistance prevalence of 5-9%, 14%, 12% and 13%, respectively. The last investigation of strains collected from various regions of Austria in 1999 and 2000 yielded an overall erythromycin, penicillin and tetracycline resistance prevalence of 10%, 6% and 7%, respectively. The prevalence of macrolide resistance varied greatly among the different regions: it was high in Vienna (25%) and Linz (12%) and was low in Innsbruck (3%), Klagenfurt (0%) and Graz (2%). In the 29 erythromycin-resistant strains isolated we were able to detect the following phenotypes and genes: 10 strains with M/mef and 19 strains with a MLSB phenotype and the erm gene.


Einleitung

Von einer Penicillin-Resistenz bei Pneumokokken wurde erstmals 1965 von Kislak et al. in Boston berichtet, sie wurde dann zwischen 1974 und 1984 bereits weltweit beschrieben. In Europa wird von Spitzenwerten aus Spanien und Ungarn berichtet. Die Penicillin-resistenten Stämme sind oft auch resistent gegen andere Antibiotika, wie z.B. Erythromycin, Cotrimoxazol, Tetrazyklin u.a. Wir haben 1991 begonnen, die Antibiotika-Resistenz der Pneumokokken in unserem Einzugsgebiet periodisch zu untersuchen. 1997 zeigte sich dabei eine Abnahme der Penicillin-Resistenz und ein signifikanter Anstieg der Makrolid-Resistenz.

In dieser Arbeit werden die Ergebnisse mehrerer Untersuchungen über die Antibiotika-Empfindlichkeit der S. pneumoniae-Stämme zusammengefasst, die im Laufe der Jahre, beginnend 1994, an Linzer Stämmen durchgeführt wurden. Zusätzlich werden die Ergebnisse einer größeren Untersuchung von S. pneumoniae-Stämmen vorgestellt, die in den Jahren 1999 und 2000 in verschiedenen Regionen Österreichs gesammelt wurden. In dieser Untersuchung wurden auch die Phänotypen der Makrolid-Resistenz und die genetischen Determinanten dieser Resistenz bei S. pneumoniae näher charakterisiert.

Die Makrolid-Resistenz bei Streptokokken beruht hauptsächlich auf zwei Mechanismen:

1. Enzymatische Veränderung des Angriffspunkts an den Ribosomen, die von einem erm-Gen kodiert wird. Solche Stämme sind resistent gegenüber allen Makroliden und auch gegenüber Lincosamiden und Streptogramin B (MLSB-Resistenz) [1].

2. Transport des Makrolids aus der Zelle, welcher von einem mef-Gen gesteuert wird [2, 3]. Dieses Efflux-System betrifft nur 14- und 15-gliedrige Makrolide, nicht aber 16-gliedrige Makrolide wie Josamycin. Das mef-Gen führt nur zu einer Makrolid-Resistenz (M-Resistenz).

Ein neues erm-Gen, genannt ermTR, wurde von Seppälä et al. 1998 bei S. pyogenes beschrieben [4]. 2001 fanden Syrogyannopoulos et al. [5] auch bei S. pneumoniae ein ermTR-Gen.

Bei Pneumokokken wurden auch andere Makrolid-Resistenz-Mechanismen beschrieben, die aber viel seltener vorkommen: Makrolid-Esterase, Makrolid-Phosphorylase, Mutationen in den ribosomalen Proteinen L4 und L22 sowie Mutationen in der ribosomalen 23 S rRNA [6].

 

Materialien und Methoden

Wir haben die Antibiotika-Resistenz der S. pneumoniae-Stämme untersucht, die, beginnend im Jahr 1991 bis Anfang des Jahres 2000, in unserem Labor in Linz isoliert wurden.

580 Bakterienstämme, konsekutiv isoliert aus klinischem Material (1991 bis 1999), wurden mittels einer Agardilutions-Methode auf Erythromycin-, Penicillin-, Cotrimoxazol-, Chloramphenicol- und Tetrazyklin-Empfindlichkeit getestet.

In den Jahren 1999 und 2000 konnten 301 Pneumokokken-Stämme aus ganz Österreich gesammelt werden. Die Verteilung der Stämme auf die verschiedenen Regionen ist in Diagramm 1 dargestellt.

Diagramm 1: Zahl der eingesendeten Stämme

Diese Bakterien wurden anschließend mit einer Agardilutions-Methode auf Antibiotika-Empfindlichkeit getestet, davon 41 Stämme aus Linz auf Penicillin-, Tetrazyklin-, Clindamycin-, Erythromycin-, Cotrimoxazol- und Chloramphenicol-Empfindlichkeit, 260 Stämme aus verschiedenen Regionen Österreichs auf Penicillin-, Tetrazyklin-, Clindamycin-, Erythromycin- und Josamycin-Empfindlichkeit. 207 Stämme aus der letzten Gruppe wurden zusätzlich auf weitere drei Makrolide, Clarithromycin, Roxithromycin und Azithromycin, getestet.

Bei der Agardilutions-Methode nach NCCLS erfolgt die Testung auf Mueller-Hinton-Agar mit 5% Schafblut-Zusatz, der mit ansteigenden Konzentrationen der gewählten Antibiotika versetzt wurde. Das Inokulum, entsprechend einer Trübung von 0,5 McFarland, wird mit einem Multipoint-Inokulator auf die Platten aufgebracht. Die Platten werden bei 37°C 20-24 Stunden aerob inkubiert.

Der Nachweis des MLSB- oder M-Phänotyps erfolgte mittels Doppel-Blättchen-Test. Dabei wurden Erythromycin (15µg)- und Clindamycin (2µg)-Testblättchen 20 mm voneinander entfernt auf einem mit Streptokokken beimpften Mueller-Hinton-Blutagar platziert. Die Ablesung der Platten erfolgte nach 24-48 Stunden Inkubation. Das induzierbare Resistenzmuster zeigt eine Abflachung des Clindamycin-Hemmhofes in der Nähe des Erythromycin-Blättchens.

Mit einer PCR-Methode nach Sutcliffe et al. [7] wurden die für die Makrolid-Resistenz verantwortlichen erm-, ermTR- und mef-Gene nachgewiesen.

 

Ergebnisse

Prävalenz der Antibiotika-Resistenz von Pneumokokken im Einzugsgebiet Linz

Die Untersuchung der Antibiotika-Resistenz der S. pneumoniae-Stämme aus unserem Einzugsgebiet in Linz, beginnend 1991, ist in Tabelle 1 dargestellt. Im Vergleich mit den Jahren 1991-1996 [8, 9] bemerkten wir [10], dass in den Jahren 1997-1999 die Prävalenz der Penicillin-Resistenz von 6% auf 3% abgenommen hatte und die Prävalenz der Erythromycin-, Cotrimoxazol- und Tetrazyklin-Resistenz von 1%, 3% und 5% auf 16%, 8% und 13% angestiegen ist.

Tabelle 1: Prävalenz der Antibiotika-Resistenz der S. pneumoniae-Stämme, isoliert im KH der Elisabethinen Linz in den Jahren 1991 bis 1999

Jahre
P
SXT
Ch
E
T
1991-1992
6%
3%
1%
1%
5%
1993-1994
5%
2%
1%
2%
9%
1995-1996
6%
2%
2%
2%
6%
1997
1%
2%
0%
10%
14%
1998
0%
5%
3%
12%
12%
1999
3%
8%
2%
16%
13%
Penicillin (P), Cotrimoxazol (SXT), Chloramphenicol (Ch), Erythromycin (E), Tetrazyklin (T)

Österreichweite Prävalenzdaten

Aus den Untersuchungen an Stämmen, die in den Jahren 1999 und 2000 aus mehreren Regionen Österreichs eingesendet wurden, zeigte sich eine Prävalenz der Penicillin-, Erythromycin- und Tetrazyklin-Resistenz von insgesamt 6%, 10% und 7% mit großen regionalen Unterschieden (siehe Tabelle 2 und Diagramm 2). Alle 18 Penicillin-resistenten Stämme waren mäßig empfindlich.

Tabelle 2: Prävalenz der Erythromycin- (E-r), Penicillin- (P-r) und Tetrazyklin-Resistenz (T-r) in verschiedenen Regionen Österreichs

Einsender
Anzahl
E-r
%
P-r
%
T-r
%
Feldkirch
Innsbruck
Klagenfurt
Graz
Wien
Krems
Linz
Wels
Ried
Vöcklabruck
Salzburg
6
33
14
91
55
1
76
5
3
9
8
0
0
1
3
0
0
2
2
14
25
0
0
9
12
2
40
0
0
1
11
0
0
1
17
1
3
1
7
4
4
7
13
0
0
2
3
1
20
0
0
0
0
1
13
0
0
1
3
2
14
0
0
8
15
0
0
8
11
3
60
0
0
0
0
0
0
Total
301
29
10
18
6
22
7

 

Diagramm 2: Erythromycin-, Penicillin- und Tetrazyklin-Resistenz in verschiedenen Regionen Österreichs

Wien und Linz wiesen eine Prävalenz der Makrolid-Resistenz von 25% und 12% auf, wohingegen Innsbruck, Klagenfurt und Graz eine Makrolid-Resistenz von nur 3%, 0% und 2% zeigten. Gleichzeitig war die Penicillin-Resistenz in Wien und Linz bei 13% und 3% und in Innsbruck, Klagenfurt und Graz bei 3%, 7% und 4%.

Die Altersverteilung der Patienten, von denen die Stämme aus Innsbruck, Graz, Wien und Linz isoliert wurden, ist in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3: Altersverteilung der Patienten aus Innsbruck, Graz, Wien und Linz und Anteil der Erythromycin-resistenten (E-r) Stämme pro Altersgruppe

Alter
Innsbruck
Graz
Wien
Linz
Jahre
Anzahl
E-r
%
Anzahl
E-r
%
Anzahl
E-r
%
Anzahl
E-r
%
0-14
15
18
1
6
15
0
0
36
1
3
55
1
2
30
5
17
25
9
36
11
3
30
65
6
9
Total
33
1
3
91
2
2
55
14
25
76
9
12

In Wien stammen doppelt so viele E-resistente Stämme von Erwachsenen, während in Linz, Innsbruck und Graz mehr E-resistente Stämme von Kindern stammen.

Insgesamt fanden wir bei Kindern 12 Erythromycin-resistente Stämme von 122 getesteten Stämmen (entspricht 10%) und bei Erwachsenen 17 Erythromycin-resistente Stämme von 176 getesteten (10%). Bei Kindern fan-den wir also gleich viele Erythromycin-resistente Stämme wie bei Erwachsenen.

Phänotypen und Makrolid-Resistenz-Gene

Bei den 29 Erythromycin-resistenten Stämmen aus der Untersuchung der österreichweit gesammelten Stämme fanden wir folgende Phänotypen/Gene: 10 Stämme mit M/mef und 19 Stämme mit MLSB/erm (Tabelle 4).

Tabelle 4: Prävalenz der Erythromycin-Resistenz-Gene in verschiedenen Regionen Österreichs

Region
Anzahl
E-r-Stämme
mef
erm
Innsbruck
Graz
Wien
Linz
Wels
Vöcklabruck
33
91
55
76
5
9
1
2
14
9
2
1
0
1
1
1
3
11
5
4
0
2
1
0
Total
269
29
10
19

 

Tabelle 5: Erythromycin-resistente Stämme mit ihren Resistenz-Genen und ihr Verhalten gegenüber Penicillin und Tetrazyklin

E-r
Wien
Linz
Andere
Alle
Gene
E-r
P-r
T-r
E-r
P-r
T-r
E-r
P-r
T-r
E-r
P-r
T-r
mef
erm
3
0
1
11
6
7
5
0
2
4
0
4
2
0
0
4
2
3
10
0
3
19
8
14
Total
14
6
8
9
0
6
6
2
3
29
8
17


Tabelle 5 enthält eine Gegenüberstellung der Erythromycin-resistenten Stämme mit ihren Resistenz-Genen und ihr Verhalten gegenüber Penicillin und Tetrazyklin. Daraus ist ersichtlich, dass die Stämme, die ein erm-Gen aufwiesen, in 42% der Fälle auch Penicillin-resistent und in 74% der Fälle auch Tetrazyklin-resistent waren. Aus den Stämmen mit mef-Gen war keiner davon Penicillin-resistent, aber 30% zeigten eine Tetrazyklin-Resistenz. Allgemein war die Erythromycin-Resistenz doppelt so häufig mit Tetrazyklin-Resistenz gekoppelt wie mit Penicillin-Resistenz.

Vergleich der Wirksamkeit mehrerer Makrolide bei 207 S. pneumoniae-Stämmen

Die 8 Erythromycin-resistenten Stämme aus dieser Untersuchung waren gleichzeitig resistent gegenüber Azithromycin, Clarithromycin und Roxithromycin (mit Ausnahme eines Stammes, der eine MHK von 0,12 µg/ml von Roxithromycin aufwies). Die MHK von Josamycin war bei 6 von den 8 Erythromycin-resistenten Stämmen 2 µg/ml. Nur 2 Stämme mit konstitutiver MLSB-Resistenz zeigten eine MHK von > 8 µg/ml (Tabelle 6). In Tabelle 8 sind die Grenzwerte, die für die Beurteilung der Wirksamkeit der untersuchten Antibiotika angewendet wurden, aufgelistet.

Bei insgesamt 22 Erythromycin-resistenten Stämmen, 7 mit mef-Gen, 15 mit erm-Gen, die auch auf Josamycin-Empfindlichkeit untersucht wurden, zeigten 13 Stämme eine MHK von 2 µg/ml, waren also Josamycin-empfindlich. Nur 9 Stämme, die ein erm-Gen beherbergten, zeigten eine MHK von > 8 µg/ml und waren somit Josamycin-resistent (Tabelle 7).

Tabelle 6: Resistenz gegenüber anderen Makroliden bei 8 Erythromycin-resistenten Stämmen

Lab-Nr.
E
CLARI
ROXI
AZI
JOSA
CLIND
Gene
33
8
2
16
4
0,25
0,25
mef
102
8
4
16
8
> 8
4
erm
147
8
4
16
8
> 8
4
erm
154
8
4
16
8
2
4
erm
159
2
2
8
2
0,03
0,06
mef
180
4
2
8
4
2
> 2
erm
397
1
0,5
2
1
0,12
0,06
mef
401
1
1
0,12
1
0,03
0,06
mef

 

Tabelle 7: Resistenz gegenüber Josamycin bei 22 von 29 Erythromycin-resistenten Stämmen

Nr.
ID-Nr.
PEN
E
JOSA
T
Gen
1
147
0,03
4
> 8
16
erm
2
238
0,06
0,5
0,25
16
erm
3
180
0,06
4
2
16
erm
4
261
0,03
2
2
4
erm
5
271
0,03
4
0,12
2
erm
6
247
0,03
4
> 8
16
erm
7
270
0,03
4
> 8
16
erm
8
240
0,12
0,5
0,25
16
erm
9
252
0,12
4
> 8
2
erm
10
269
0,12
4
> 8
16
erm
11
285
0,12
4
> 8
16
erm
12
262
0,25
1
0,12
2
erm
13
102
1
4
> 8
2
erm
14
257
1
4
> 8
16
erm
15
154
0,25
4
> 8
16
erm
16
397
0,06
1
0,12
16
mef
17
293
0,06
2
0,12
16
mef
18
401
0,015
1
0,03
16
mef
19
33
0,015
4
0,5
2
mef
20
159
0,015
2
0,03
2
mef
21
248
0,03
4
0,12
2
mef
22
266
0,03
4
0,06
2
mef

 

Tabelle 8: National Committee for Clinical Laboratory Standards: Grenzwerte für S. pneumoniae, Doc. M100-S11, Jänner 2001

Antibiotikum
Empfindlich
Mäßig empfindlich
Resistent
Penicillin
0,06
0,12 - 1
2
Tetrazyklin
2
4
8
Clindamycin
0,25
0,5
1
Erythromycin
0,25
0,5
1
Clarithromycin
0,25
0,5
1
Azithromycin
0,5
1
2
Roxithromycin*
1
-
> 4
Josamycin*
2
-
> 8
* Grenzwerte des Comité de l’Antibiogramme de la Société Française de Microbiologie

 

Diskussion

In der Untersuchung an Stämmen, die in ganz Österreich gesammelt worden waren, ergab sich für Linz eine Prävalenz der Penicillin-, Erythromycin- und Tetrazyklin-Resistenz von 3%, 12% und 11% [11]. Bei allen Stämmen, die wir im Jahr 1999 in Linz isoliert hatten, betrug die Prävalenz der Erythromycin-Resistenz 16% und die der Tetrazyklin-Resistenz 13%.

Der signifikante Anstieg der Prävalenz der Erythromycin-Resistenz 1997 im Vergleich zu 1991 folgt dem Trend, von dem schon aus Spanien von Fenoll et al. [12] und Baquero et al. [13] (1989: 10%, 1997: 33,7%) und aus Italien von Marchese et al. [14] (1993: 6%, 1999: 31,7%) berichtet wurde.

In den letzten Jahren [15] wurde weltweit bei S. pneumoniae eine Penicillin-Resistenz (mäßig und hochresistent) und eine Clarithromycin-Resistenz von 54,1% und 67,9% in Japan, 16,9% und 74,2% in China, 10,7% und 8,7% in England, 7,8% und 9,9% in Deutschland, 65,6% und 37,8% in Spanien, 66,5% und 58,4% in Frankreich, 16,8% und 24,3% in Italien festgestellt. Die Prävalenz der Penicillin-Resistenz von 6% und die Makrolid-Resistenz von insgesamt 10% in Österreich ähnelt den Daten aus Deutschland.

Felmingham et al. fanden in den Untersuchungen des Alexander-Projekts 1992 -1996 in Frankreich und Italien – Ländern mit hoher Verwendung von Makrolid-Antibiotika – eine höhere, nicht mit Penicillin-Resistenz assoziierte Makrolid-Resistenz [16], im Gegensatz zu den meisten anderen Ländern, wo die Makrolid-Resistenz mit Penicillin-Resistenz assoziiert war.

Eine höhere Makrolid-Resistenz bei Penicillin-resistenten Pneumokokken wurde bereits bei sehr vielen Studien nachgewiesen [17]. Auch in unserer Untersuchung waren von 18 Penicillin-resistenten Pneumokokken 8 auch Erythromycin-resistent (44%), und von 283 Penicillin-empfindlichen Pneumokokken waren 21 (7%) Erythromycin-resistent.

Die hohe Penicillin-Resistenz in Wien scheint mit einer hohen Makrolid-Resistenz gekoppelt zu sein (von 6 Penicillin-resistenten Stämmen waren 5 auch Erythromycin-resistent), während in Feldkirch, Innsbruck, Klagenfurt, Linz, Vöcklabruck und Salzburg die wenigen Penicillin-resistenten Stämme alle Erythromycin-empfindlich waren. In Graz und in Wels fanden wir nur je einen Stamm, der Penicillin- und Erythromycin-resistent war. In Linz kann man dennoch eine klare Dissoziation der Makrolid-Resistenz und der Penicillin-Resistenz beobachten; beginnend 1997 nahm die Penicillin-Resistenz ab (1%) und die Makrolid-Resistenz zu (10%).

Die Prävalenz der Erythromycin-resistenten Stämme war in der letzten Untersuchung bei Patienten unter 14 Jahren und bei Erwachsenen gleich hoch (10%). In Wien jedoch stammen doppelt so viele E-resistente Stämme von Erwachsenen, wohingegen in Linz, Innsbruck und Graz mehr E-resistente Stämme von Kindern stammen. Sehr viele Untersuchungen, wie z. B. die von Marton et al. [17] in Ungarn, Kristinsson et al. [18] in Island, Baquero et al. [13] in Spanien, zeigten eine höhere Makrolid-Resistenz bei S. pneumoniae-Stämmen, die von Kindern isoliert wurden.

Die Prävalenz der Makrolid-Resistenz in verschiedenen Regionen Österreichs scheint sehr unterschiedlich zu sein, z. B. 25% in Wien und 3% in Graz. In Wien fanden wir einen viel höheren Anteil an erm-Genen. Von 8 aus Wien untersuchten Stämmen, die das erm-Gen beherbergten, waren vier Penicillin-, Erythromycin-, Clindamycin- und Tetrazyklin-resistent, vier Erythromycin-, Clindamycin- und Tetrazyklin-resistent, zwei Penicillin-, Erythromycin- und Clindamycin-resistent und ein Stamm Erythromycin- und Clindamycin-resistent. Die Makrolid-Resistenz, basierend auf erm-Genen, scheint in Wien (11 von 14 E-resistenten Stämmen) zu dominieren. In Linz konnten wir mehr mef-Gene (5 von 9) nachweisen. Österreichweit, ohne Wien, scheint die Prävalenz von erm- und mef-Genen gleich hoch zu sein. Eine Dominanz der MLSB-Phänotypen und der erm-Gene wurde aus Spanien [13], Italien [14] und Belgien [19] berichtet, im Vergleich zu den USA [20] und Kanada [21], wo das mef-Gen eine weitere Verbreitung hat.

Die Tetrazyklin-Resistenz zeigte in den meisten Regionen eine niedrige Prävalenz mit höheren Werten in Wien und Linz, wo auch die Makrolid-Resistenz höher war. Die Stämme, die eine Makrolid-Resistenz, basierend auf erm-Gen, aufwiesen, waren auch in 74% der Fälle Tetrazyklin-resistent. Von den Stämmen mit mef-Gen waren nur 30% Tetrazyklin-resistent. Allgemein war die Erythromycin-Resistenz doppelt so oft mit Tetrazyklin-Resistenz gekoppelt wie mit Penicillin-Resistenz. Die hohe Assoziation der Erythromycin- und Tetrazyklin-Resistenz ist nicht verwunderlich, da beide, ermB- und tet(M)-Gen (ein Tetrazyklin-Resistenz-Gen), von demselben Transposon Tn1545 getragen werden [22]. Das erm-Gen scheint besonders oft mit Mehrfachresistenzen assoziiert zu sein.

Die hohe Makrolid-Resistenz der S. pneumoniae-Stämme aus Wien könnte auch ein Hinweis auf eine klonale Ausbreitung sein. Die weite Verbreitung der Penicillin-resistenten und mehrfach resistenten Pneumokokken ist zum Teil auf die Ausbreitung einiger hoch resistenter Klone zurückzuführen [23].

Wir haben in derselben Zeit, 1999 bis 2000, auch S. pyogenes aus mehreren Regionen Österreichs gesammelt. Diese Untersuchung zeigte eine Prävalenz der Erythromycin-Resistenz bei S. pyogenes-Stämmen von insgesamt 10%, vergleichbar also mit jener, die wir bei S. pneumoniae gefunden haben [24]. Die Erythromycin-Resistenz war auch bei S. pyogenes regional sehr unterschiedlich und in manchen Regionen im umgekehrten Verhältnis zur Erythromycin-Resistenz bei S. pneumoniae (Tabelle 9 und Diagramm 3), somit der Annahme eines einfachen Selektionsmechanismus durch höheren Verbrauch der Makrolide in diesen Regionen widersprechend.

Tabelle 9: Vergleich der Antibiotika-Resistenz bei S. pyogenes und bei S. pneumoniae in verschiedenen Regionen Österreichs

Einsender
Pn P-r %
Pn E-r %
Py E-r %
Pn T-r%
Py T-r %
Feldkirch
Innsbruck
Klagenfurt
Graz
Wien
Krems
Linz
Wels
Salzburg
Vöcklabruck
17
3
7
4
13
0
3
20
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60
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0
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Total
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10
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7
24

 

Diagramm 3: Vergleich der Antibiotika-Resistenz bei S. pyogenes und bei S. pneumoniae

In Finnland lag die Erythromycin-Resistenz bei Pneumokokken in derselben Zeit (1988-1990) bei 0,6% [25] und bei S. pyogenes bei 24% [26]. In Belgien fanden Descheemaeker et al. [19] bei Stämmen, die zwischen 1995 und 1997 gesammelt wurden, eine Erythromycin-Resistenz von 9% bei S. pyogenes und von 33% bei S. pneumoniae. Von ähnlichen Daten wurde auch aus Frankreich berichtet [27].
Die Erythromycin-resistenten Stämme mit M-Phänotypen und mef-Genen waren gleichzeitig resistent gegenüber allen 14- und 15-gliedrigen Makroliden und empfindlich gegenüber Josamycin, einem 16-gliedrigen Makrolid. Josamycin zeigte im Vergleich zu 14- und 15-gliedrigen
Makroliden auch bei Stämmen mit induzierbarer MLSB-Resistenz eine niedrige MHK. Eine bessere In vitro-Wirksamkeit von Josamycin auf mef-Stämme wurde bis jetzt durch mehrere Untersucher gezeigt [28].

 

Schlussfolgerung

Wir haben bei S. pneumoniae österreichweit eine Prävalenz der Erythromycin-Resistenz von insgesamt 10% und der Tetrazyklin-Resistenz von 7% gefunden. Die Prävalenz der Makrolid-Resistenz zeigt große Unterschiede in verschiedenen Regionen Österreichs. Der Mechanismus der Makrolid-Resistenz beruht bei S. pneumoniae-Stämmen aus Wien überwiegend auf erm-Genen. In den anderen Regionen Österreichs sind erm- und mef-Gene etwa gleich häufig.

Josamycin war bei allen S. pneumoniae-Stämmen mit M-Resistenz-Muster in vitro wirksamer als 14- und 15-gliedrige Makrolide.
Zur Auswahl der geeigneten Substanzen aus der Gruppe der Makrolide ist die Kenntnis des Resistenzmechanismus erforderlich.
Epidemiologische Daten zu erfassen, Resistenz zu überwachen und Antibiotika so gezielt wie möglich einzusetzen sind wichtige Maßnahmen, die vorhandene Resistenzrate nicht weiter zu erhöhen.

 

Literatur:

1. Leclercq R., Courvalin P.: „Mechanism of resistance to macrolide, lincosamides, and streptogramin antibiotics by target modification.“ A.A.C. 35 (1993) 1267-1272.

2. Sutcliffe J., Tait-Kamradt A., Wondrack L.: „Streptococcus pneumoniae and Streptococcus pyogenes resistant to macrolides but sensitive to clindamycin: a common resistance pattern mediated by an efflux system.“ A.A.C. 40 (1996) 1817-1824.

3. Tait-Kamradt A., Clancy J., Cronan M., Dib-Hajj F., Wondrack L., Yuan W., Sutcliffe J.: „mefE is necessary for the erythromycin-resistant M phenotype in Streptococcus pneumoniae.“ A.A.C. 41 (1997) 2251-2255.

4. Seppälä H., Skurnik M., Soini H., Roberts M.C., Huovinen P.: „A novel erythromycin resistance methylase gene (ermTR) in Streptococcus pyogenes.“ A.A.C. 42 (1998) 257-262.

5. Syrogiannopoulos G.A., Grivea I.N., Tait-Kamradt A., Katopodis G.D., Beratis N.G., Sutcliffe J., Appelbaum P.C., Davies T.A.: „Identification of an erm(A) Erythromycin Resistance Methylase Gene in Streptococcus pneumoniae Isolated in Greece.” A.A.C. 45 (2001) 342-344.

6. Tait-Kamradt A., Davies T., Appelbaum P.C., Depardieu F., Courvalin P., Petitpas J., Wondrack L., Walker A., Jacobs M.R., Sutcliffe J.: „Two new mechanisms of macrolide resistance in clinical strains of Streptococcus pneumoniae from Eastern Europe and North America.“ A.A.C. 44 (2000) 3395-3401.

7. Sutcliffe J., Grebe T., Tait-Kamradt A., Wondrack L.: „Detection of Erythromycin-Resistant Determinants by PCR.“ A.A.C. 40 (1996) 2562-2566.

8. Jebelean C., Watschinger R., Binder L., Haditsch M., Mittermayer H.: „Susceptibility to beta-lactam Antibiotics of Streptococcus pneumoniae Isolates from Upper Austria.“ ECCMID 1995, Vienna.

9. Mittermayer H., Jebelean C., Binder L., Haditsch M., Watschinger R.: „Penicillin resistant pneumococci are rare in Upper Austria.“ ECCMID 1995, Vienna.

10. Jebelean C., Watschinger R., Binder L., Haditsch M., Mittermayer H.: „Significant increase of erythromycin-resistant pneumococci in Upper Austria.“ ECCMID 1999, Berlin.

11. Jebelean C., Allerberger F., Feierl G., Bocksrucker A., Watschinger R., Haditsch M., Mittermayer H.: „Antibiotic Susceptibility of Pneumococci Varies in Different Regions of Austria.“ ECCMID, 2000, Stockholm.

12. Fenoll A., Burgon C.M., Munoz R., Vicioso D. and Casal J.: „Serotype distribution and antimicrobial resistance of Streptococcus pneumoniae isolates causing systemic infections in Spain, 1979-1989.“ Rev. Infect. Dis. 13 (1991) 56-60.

13. Baquero F., Garcia-Rodriguez J.A., Garcia de Lomas J., Aguilar L., The Spanish Surveillance Group for Respiratory Pathogens: „Antimicrobial Resistance of 1113 Streptococcus pneumoniae Isolates from Patients with Respiratory Tract Infections in Spain: Results of a 1-Year (1996-1997) Multicenter Surveillance Study.“ A.A.C. 43 (1999) 357-359.

14. Marchese A., Tonoli E., Debbia E.A., Schito G.C.: „Macrolide resistance mechanisms and expression of phenotypes among Streptococcus pneumoniae circulating in Italy.“ J.A.C. 44 (1999) 461-464.

15. Sahm D.F., Jones M.E., Hickey M.L., Diakun D.R., Mani S.V., Thornsberry C.: „Resistance surveillance of S. pneumoniae, Haemophilus influenzae and Moraxella catarrhalis isolated in Asia and Europe, 1997-1998.“ J.A.C. 45 (2000) 457-466.

16. Felmingham D., Grüneberg R.N., On behalf of the Alexander Project Group: „The Alexander Project 1992-1996: a continuing, international, multicentre study of the antimicrobial susceptibility of community-acquired lower respiratory tract bacterial pathogens – Streptococcus pneumoniae.“ 8th ICID 1998, Boston, USA.

17. Marton A.: „Epidemiology of resistant pneumococci in Hungary.“ Microb. Drug. Resist. 1 (1995) 127-130.

18. Kristinsson K.G.: „Epidemiology of penicillin resistant pneumococci in Iceland.“ Microb. Drug. Resist. 1 (1995) 121-125.

19. Descheemaeker P., Chapelle S., Lammens C., Hauchecorne M., Wijdooghe M., Vandamme P., Ieven M., Goossens H.: „Macrolide resistance and erythromycin resistance determinants among Belgian Streptococcus pyogenes and Streptococcus pneumoniae isolates.“ J.A.C. 45 (2000) 167-173.

20. Shortridge D., Doern G.V., Deyer J., Brueggemann A., Beyer J.M., Flamm R.K.: „Prevalence of macrolide resistance mechanisms in Streptococcus pneumoniae isolates from a multicenter antibiotic resistance surveillance study conducted in the United States in 1994-1995.“ Clin. Infect. Dis. 29 (1999) 1186-1188.

21. Johnston N.J., De Azavedo J.C., Kellner J.D., Low D.E.: „Prevalence and Characterization of the Mechanisms of Macrolide, Lincosamide, and Streptogramin Resistance in Isolates of Streptococcus pneumoniae.“ A.A.C. 42 (1998) 2425-2426.

22. Courvalin P. and Carlier C.: „Transposable multiple antibiotic resistance in Streptococcus pneumoniae.“ Mol. Gen. Genet. 205 (1986) 291-297.

23. Munoz R., Coffey T.J., Daniels M., Dowson C.G., Laible G., Casal J., Hackenbeck R., Jacobs M., Musser J.M., Spratt B.G., Thomasz A.: „Intercontinental spread of multiresistant clone of serotype 23 F Streptococcus pneumoniae.“ J. Inf. Dis. 164 (1991) 302-306.

24. Jebelean C., Kriebernegg I., Feierl G., Bocksrucker A., Watschinger R., Haditsch M., Binder L., Mittermayer H.: „Prevalence, phenotypes and genetics of macrolide-resistant S. pyogenes in Austria.“ ECCMID 2000, Stockholm.

25. Nissinen A., Leinonen M., Huovinen P., Herva E., Katila ML., Kontiainen S., Liimatainen O., Oinonen S., Takala A.K., Mäkelä H.: „Antimicrobial resistance of Streptococcus pneumoniae in Finland, 1987-1990.“ Clin. Inf. Dis. 20 (1995) 1275-80.

26. Seppälä H., Nissinen A., Järvinen H., Huovinen S., Henriksson T., Herva E., Holm E., Jahkola M., Katila M-L., Klaukka T., Kontiainen S., Liimatainen O., Oinonen S., Passi-Metsomaa L., Huovinen P.: „Resistance to erythromycin in group A streptococci.“ N.E.J.M. 5 (1992) 292-297.

27. Bingen E., Fitoussi F., Doit C., Cohen R., Tanna A., George I., Loukil C., Brahimi L., Le Thomas I., Deforche D.: „Resistance to macrolides in Streptococcus pyogenes in France in Pediatric Patients.“ A.A.C. 44 (2000) 1453-1457.

28. Klugman K.P., Capper T., Widdowson C.A., Koornhof H.J., Moser W.: „Increased activity of 16-membered lactone ring macrolides against erythromycin-resistant Streptococcus pyogenes and Streptococcus pneumoniae: characterization of South African isolates.“ J.A.C. 42 (1998) 729-734.

 

Anschrift der Verfasserin:
Dr. Crista Jebelean
Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Tropenmedizin, Krankenhaus der Elisabethinen Linz
A-4010 Linz, Fadingerstraße 1

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