Verslagen

Eindverslag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

In dit project werkten onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum, het Universitair Medisch Centrum Utrecht en Wageningen Universiteit samen om het effect van preventief antibioticum-gebruik in Intensive Care patiënten op darm-bacteriën in kaart te brengen. Tijdens opname op de Intensive Care, worden patiënten preventief behandeld met een cocktail van antibiotica. Deze therapie heeft als doel om de kans op bacteriële infecties tijdens IC-opname te verminderen. Er wordt echter gevreesd dat deze preventieve behandeling met antibiotica zal leiden tot een toename van antibioticum-resistente bacteriën. Dit vraagstuk is in dit project met een groot aantal moderne technieken onderzocht. Hieruit bleek dat er weinig aanwijzingen zijn dat preventieve behandeling met antibiotica leidt tot een toename van antibioticum-resistente ziekenhuisbacteriën. Een andere bevinding in dit project was dat antibioticum-resistentie bij niet-pathogene bacteriën uit de darm wel kan toenemen tijdens verblijf op de Intensive Care. Deze resistentie kan gelinkt zijn aan genetisch elementen die overgedragen kunnen worden tussen verschillende bacteriën. De verspreiding van antibioticum-resistente bacteriën in de Intensive Care moet, ook in de toekomst, nauwkeurig gemonitord worden om de veiligheid van preventief antibioticum-gebruik in deze setting te borgen.

Resultaten
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

De belangrijkste resultaten van dit project zijn:

- De darmkolonisatie met resistente Gram-negatieve bacteriën is aanzienlijk lager tijdens SDD dan tijdens SOD (SOD en SDD zijn twee vormen van preventief antibioticum gebruik in de Intensive Care (IC)). Na ontslag van de IC was er geen verschil in de rekolonisatie met resistente Gram-negatieve bacteriën in patiënten die behandeld waren met SDD en in patiënten die behandeld werden met SOD kregen.

- IC-opname had een grote invloed op de microbiota van patiënten. Aan het eind van het verblijf in de IC was de darm microbiota van patiënten onvergelijkbaar met de microbiota van gezonde volwassenen. De relatieve hoeveelheid van Gram-positieve opportunistische pathogenen (de genera Staphylococcus en Enterococcus) toe tijdens IC-opname.

- Met behulp van verschillende technieken is de darm microbiota van IC-patiënten geanalyseerd. Deze studies lieten zien dat de darm microbiota van IC-patiënten een groot aantal antibioticum resistentie genen bevat en dat SDD kan bijdragen aan de toename van resistentie-genen (met name van genen die coderen voor aminoglycoside resistentie). De meeste antibioticum resistentie genen lijken aanwezig te zijn in anaerobe darmcommensalen (Bacteroides, Clostridium) en niet in opportunistische pathogenen.

- Een high-throughput qPCR assay op nano-liter schaal is ontwikkeld om de aanwezigheid van 85 verschillende antibioticum resistentie genen te kunnen bepalen en te kwantificeren. Deze methode is vervolgens gebruikt om de hoeveelheden van antibioticum-resistentie genen in de darm microbiota te bepalen in een cohort van IC-patiënten (gedurende IC opname) en gezonde volwassenen. IC-opname leidde tot een toename van β-lactam en aminoglycoside resistentie genen, maar resistentie genen die geassocieerd waren met Enterobacteriaceae werden juist gedeeltelijk geëlimineerd uit de darm microbiota.

- Innovatieve kweekmethoden, gebruikmakend van een groot aantal verschillende media, zijn ontwikkeld om antibioticum-resistente bacteriën uit feces van patiënten die SOD en SDD te isoleren. Dit heeft geleid tot de identificatie van verschillende genotypes van Enterococcus spp. en verscheidene commensale anaeroben van de phyla Bacteroidetes en Firmicutes die resistent waren tegen antibiotica. De resistentie genen in deze bacteriën konden bij gelegenheid gelinkt worden aan een plasmide.

 

Voortgangsverslag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Infecties bij patiënten die opgenomen zijn op een Intensive Care (IC) afdeling worden in toenemende mate veroorzaakt door antibiotica-resistente bacteriën. Deze infecties kunnen leiden tot een langer ziekenhuisverblijf en een hogere mortaliteit in IC patiënten. Recente studies tonen aan dat preventieve toediening van antibiotica de mortaliteit van patiënten tijdens IC-opname verlaagt door het voorkomen van infecties met potentiële ziekteverwekkers die de patiënt zelf in en op zijn lichaam met zich meedraagt. Of het preventief toedienen van antibiotica ook selecteert voor antibiotica resistentie is nog onduidelijk.

In dit project werken onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum, Wageningen Universiteit en het Universitair Medisch Centrum Utrecht samen om een compleet overzicht te krijgen van het effect van preventieve antibiotica therapie in de IC op antibiotica resistentie. De data die tot op heden zijn verkregen wijzen er op dat preventieve antibiotica therapie kan selecteren voor resistentie, met name in onschadelijke darm-bacteriën.

 

Resultaten
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Dit project bestaat uit drie verschillende onderzoekslijnen die gericht zijn op de bepaling van het effect van preventieve toediening van antibiotica bij patiënten die op de IC zijn opgenomen. Deze drie onderzoekslijnen zijn (A) het bepalen van de herkolonisatie door resistente Gram-negatieve opportunistische pathogens na de beëindiging (bij ontslag van de IC) van de preventieve toediening van antibiotica, (B) de identificatie en kwantificering van resistentie genen gedurende en na IC verblijf met behulp van kweek-onafhankelijke methoden en (C) de identificatie en karakterisatie van antibiotica-resistente bacteriën uit feces-monsters van IC-patiënten met behulp van innovatieve kweekmethodes.

De resultaten van onderzoekslijn A zijn op dit moment nog niet volledig geanalyseerd maar de andere onderzoekslijnen leveren al vermeldenswaardige inzichten op over het effect van preventieve antibioticum therapie op de hoeveelheid en identiteit van antibiotica-resistentie genen en de bacteriën die deze genen met zich meedragen. Kort samengevat: er zijn nu aanwijzingen dat de preventieve toediening van antibiotica wijzigingen in de samenstelling van de bacteriële microflora in de darmen veroorzaakt en dat selectie voor resistentie gedurende deze therapie met name voorkomt bij algemeen voorkomende darm-bacteriën zoals Bacteroidetes en Clostridiaceae.

 

Samenvatting van de aanvraag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Nosocomial infections in intensive care units (ICUs) are increasingly caused by antibiotic-resistant pathogens, leading to treatment failure, longer length-of-stay and higher mortality. Recent studies have shown that prophylactic antibiotic therapy improves patient survival by preventing infections caused by opportunistic pathogens originating from the patient’s own microbiota. Two strategies, selective digestive decontamination (SDD) and selective oropharyngeal decontamination (SOD) are equally effective in improving patient survival. SDD, but not SOD, involves the intestinal application of topical, non-absorbable antibiotics during the whole ICU-stay and intravenous administration of cefotaxime during the first 4 days of ICU-stay. In both strategies non-absorbable antibiotics are applied to the oropharynx. A major drawback of SOD and SDD is the potential risk of antibiotic resistance development. However, the available data is highly conflicting on this point. For instance, two different analyses of a recent multi-center cluster-randomized cross-over study yielded completely opposite results regarding the effects of SDD and SOD on antibiotic resistance. When analyzed on a unit-wide level SDD was associated – in time - with a large increase of antibiotic-resistant Enterobacteriaceae, but on an individual patient level both SDD and SOD were associated with lower carriage rates of resistant pathogens as compared to standard care. These data indicate that the effects of SDD and SOD can range between either being a major contributor to the emergence of antibiotic resistance or being a powerful weapon in the battle against antibiotic-resistant nosocomial pathogens. This is currently further investigated in a large cluster-randomized multi-center study (SDD-SOD study with a total of 12000 enrollments by 2013; M. Bonten as principal investigator).

In this research project we will perform a more in-depth analysis of the impact of SDD and SOD on the emergence of antibiotic resistance in ICU patients. The project will have five research activities.

(1) Embedded within the ongoing cluster-randomized trial the (re)colonization with resistant bacteria after discontinuation of SDD and SOD will be studied. In two groups of patients that receive either SOD or SDD the presence of antibiotic-resistance bacteria will be determined by conventional culturing techniques at ICU discharge and at 3, 7, 10 and 14 days after ICU discharge.

(2) The within-host dynamics of the ICU patient microbiota before, during and after SDD and SOD will be determined by phylogenetic profiling of faecal samples using microarray hybridizations and metagenomic sequencing.

(3) Total DNA isolated from these faecal samples will be used to create a metagenomic library with an innovative cloning-based strategy using both a Gram-negative and a Gram-positive host, which allows for the unbiased selection of genes and genetic elements conferring resistance against various antibiotics.

(4) Quantitative PCR methods will be used to determine relative copy numbers of these resistance genes in at least 200 patients before, during and after SDD/SOD-treatment.

(5) The biological source of antibiotic resistance genes will be identified and characterized by a combination of fluorescent in situ hybridization (FISH), flow cytometry, high-throughput culturing using recently micro-scale culturing systems and genome sequencing.

This project will be a close collaboration between the Departments of Intensive Care and Medical Microbiology of Leiden University Medical Center, the Department of Medical Microbiology of the University Medical Center Utrecht and the Laboratory of Microbiology at Wageningen University, sharing complementary expertise in the fields of bacterial genomics, clinical trials in ICU patients and the use of both metagenomics-based and high-throughput culture-based techniques to study the ecology of the human intestinal microbiota. This research project uses innovative methods to reveal the antibiotic resistance potential that resides in the microbiota of ICU patients and will result in a detailed characterization of the effects of ICU stay and SOD/SDD on the phylogenetic composition of the patients’ microbiota and the repertoire of antibiotic resistance genes (the ‘resistome’) in a large patient population. Our findings will be of considerable translational importance as it will provide a generalizable evidence-based risk assessment of the impact of SDD and SOD on antibiotic resistance, as we will quantify the effects of both interventions on the dynamics of both resistance genes and on the bacteria carrying these genes, both during and after ICU-stay. Based on this information we can decide whether the benefits of either SDD or SOD in the ICU outweigh the risk of antibiotic resistance.

 

Naar boven
Direct naar: InhoudDirect naar: NavigatieDirect naar: Onderkant website