Performance of microcalorimetry for early detection of methicillin resistance in clinical isolates of Staphylococcus aureus.

We describe a calorimetric assay for the detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) within 5 h. Microbial heat was calculated in culture with and without cefoxitin. Among 30 genetically distinct clinical isolates, 19/20 MRSA (95%) and 10/10 methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (100%) were correctly identified. Microcalorimetry may be useful for rapid MRSA screening.

A multicenter, cross-sectional study on the prevalence and risk factors for nasal colonization with Staphylococcus aureus in patients admitted to children's hospitals in Switzerland.

The rate of nasal carriage of Staphylococcus aureus and associated risk factors were determined in a cross-sectional study involving Swiss children's hospitals. S. aureus was isolated in 562 of 1363 cases. In a stepwise multivariate analysis, the variables age, duration of antibiotic use, and hospitalization of a household member were independently associated with carriage of S. aureus.

Rapid detection of Staphylococcus aureus strains with reduced susceptibility to vancomycin by isothermal microcalorimetry.

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) usually harbors a vancomycin-susceptible phenotype (VSSA) but can exhibit reduced vancomycin susceptibility phenotypes that can be heterogeneous-intermediate (hVISA), intermediate (VISA), or fully resistant (VRSA). Current detection techniques (e.g., Etest and population analysis profiles [PAPs]) are slow and time-consuming. We investigated the potential of microcalorimetry to detect reduced susceptibilities to vancomycin in MRSA strains. Representative MSSA, VSSA, hVISA, VISA, and VRSA reference strains, as well as clinical isolates, were used. PAPs were performed by standard methods. Microcalorimetry was performed by inoculating 5 × 10(7) CFU of overnight cultures into 3-ml vials of brain heart infusion broth supplemented with increasing concentrations of vancomycin, and growth-related heat production was measured at 37°C. For the reference strains, no heat production was detected in the VSSA isolates at vancomycin concentrations of >3 μg/ml during the 72 h of incubation. The hVISA and VISA strains showed heat production with concentration-proportional delays of up to 6 μg/ml in 48 h and up to 12 μg/ml in 72 h, respectively. The VRSA strain showed heat production at concentrations up to 16 μg/ml in 12 h. The testing of clinical strains indicated an excellent negative predictive value, allowing us to rule out a decreased vancomycin susceptibility phenotype in <8 h of incubation. Sequential isolates from a patient undergoing vancomycin therapy showed evolving microcalorimetric profiles up to a VISA phenotype. Microcalorimetry was able to detect strains with reduced susceptibilities to vancomycin in <8 h. The measurement of bacterial heat production might represent a simple and rapid method for the detection of reduced susceptibilities to vancomycin in MRSA strains.

Patients at risk of complications of Staphylococcus aureus bloodstream infection.

Staphylococcus aureus is one of the most common causative pathogens of bloodstream infections (BSIs). In approximately one-half of patients with S. aureus BSI, no portal of entry can be documented. This group of patients has a high risk of developing septic metastases. Similarly, patient populations at high risk of S. aureus BSI and BSI-associated complications include patients receiving hemodialysis, injection drug users, patients with diabetes, and patients with preexisting cardiac conditions or other comorbidities. One of the most severe complications of S. aureus BSI is infective endocarditis, and S. aureus is now the most common cause of infective endocarditis in the developed world. Patients with methicillin-resistant S. aureus BSI or infective endocarditis have higher rates of mortality, compared with patients with methicillin-susceptible S. aureus infection. Nasal carriage is the most important source of S. aureus BSI. Better eradication and control strategies, including nasal decolonization and more-active antibiotics, are needed to combat S. aureus BSIs.

Concentration of Airborne Staphylococcus aureus (MRSA and MSSA), Total Bacteria, and Endotoxins in Pig Farms.

Pigs are very often colonized by Staphylococcus aureus and transmission of such pig-associated S. aureus to humans can cause serious medical, hygiene, and economic problems. The transmission route of zoonotic pathogens colonizing farm animals to humans is not well established and bioaerosols could play an important role. The aim of this study was to assess the potential occupational risk of working with S. aureus-colonized pigs in Switzerland. We estimated the airborne contamination by S. aureus in 37 pig farms (20 nursery and 17 fattening units; 25 in summer, 12 in winter). Quantification of total airborne bacterial DNA, airborne Staphylococcus sp. DNA, fungi, and airborne endotoxins was also performed. In this experiment, the presence of cultivable airborne methicillin-resistant S. aureus (MRSA) CC398 in a pig farm in Switzerland was reported for the first time. Airborne methicillin-sensitive S. aureus (MSSA) was found in ~30% of farms. The average airborne concentration of DNA copy number of total bacteria and Staphylococcus sp. measured by quantitative polymerase chain reaction was very high, respectively reaching values of 75 (± 28) × 10(7) and 35 (± 9.8) × 10(5) copy numbers m(-3) in summer and 96 (± 19) × 10(8) and 40 (± 12) × 10(6) copy numbers m(-3) in winter. Total mean airborne concentrations of endotoxins (1298 units of endotoxin m(-3)) and fungi (5707 colony-forming units m(-3)) exceeded the Swiss recommended values and were higher in winter than in summer. In conclusion, Swiss pig farmers will have to tackle a new emerging occupational risk, which could also have a strong impact on public health. The need to inform pig farmers about biological occupational risks is therefore crucial.

In vivo effect of flucloxacillin in experimental endocarditis caused by mecC-positive staphylococcus aureus showing temperature-dependent susceptibility in vitro.

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) carrying the mecC gene (mecC-MRSA) exhibited at 37°C MICs of oxacillin close to those of methicillin-susceptible S. aureus (MSSA). We investigated whether at this temperature, mecC-MRSA strains respond to flucloxacillin treatment like MSSA strains, using a rat model of endocarditis. Flucloxacillin (human-like kinetics of 2 g intravenously every 6 h) cured 80 to 100% of aortic vegetations infected with five different mecC-MRSA strains. These results suggest that mecC-MRSA infections may successfully respond to treatment with β-lactams.

PCR-based ribotyping of Staphylococcus aureus

Genotyping techniques are valuable tools for the epidemiologic study of Staphylococcus aureus infections in the hospital setting. Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) is the current method of choice for S. aureus strain typing. However, the method is laborious and requires expensive equipment. In the present study, we evaluated the natural polymorphism of the genomic 16S-23S rRNA region for genotyping purpose, by PCR-based ribotyping. Three primer pairs were tested to determine the size of amplicons produced and to obtain better discrimination with agar gel electrophoresis and ethidium bromide staining. The resolution of the typing system was determined using sets of bacteria obtained from clinical specimens from a large tertiary care hospital. These included DNA from three samples obtained from a bacteremic patient, six strains with known and diverse PGFE patterns, and 88 strains collected over a 3-month period in the same hospital. Amplification patterns obtained from samples from the same patient were identical, and PFGE from samples known to be different produced three genotypes. Amplification of DNA from 61 methicillin-resistant isolates produced only one pattern. Methicillin-sensitive strains yielded a diversity of patterns, pointing to a true polyclonal distribution throughout the hospital (22 unique patterns from 27 strains). Computer-based software can be used to differentiate among identifiable strains, given the low number of bands and good characterization of PCR products. PCR-based ribotyping can be a useful technique for genotyping methicillin-sensitive S. aureus strains, but is of limited value for methicillin-resistant strains.

Étude sur le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline chez le porc à l'abattoir au Québec, Canada

Le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) est un pathogène important qui a été identifié comme agent d‟infection chez les animaux d‟élevage et les travailleurs exposés à ces animaux. Au Canada, très peu d‟informations sont disponibles concernant les SARMs d‟origine porcine. L‟objectif de cette étude était de déterminer la prévalence des SARMs provenant de porcs à l‟abattoir, de caractériser leur résistance aux antibiotiques ainsi que d‟évaluer le niveau de séroconversion des porcs envers le S. aureus chez les animaux porteurs ou non du SARM. Un total de 107 isolats ont été identifiés positifs aux SARMs sur 660 échantillons. La prévalence de SARMs à l‟abattoir A était de 30,8% et de 23,8% à l‟abattoir B. La susceptibilité aux antibiotiques a été déterminée en utilisant la méthode de micro-dilution de Sensititre. Tous les isolats ont démontré une sensibilité envers la ciprofloxacine, la gatifloxacine, la gentamicine, la lévofloxacine, le linézolide, la quinupristine/dalfopristine, la rifampicine, la streptomycine, le triméthoprime/sulfaméthoxazole et la vancomycine. De la résistance a été observée envers la daptomycine (0,93%), l‟érythromycine (29%), la clindamycine (29%), la tétracycline (98,1%). De plus, 30% des SARMs isolés étaient résistants à plus de deux antibiotiques autres que les β-lactamines. Par typage, deux clones prédominants ont été obtenus ainsi que deux types de SCCmec (type V et possiblement un nouveau type comprenant les cassettes III et IVb). 15 clones ont été identifiés par typage MLVA, comprenant les clones prédominants VI (40.1%; 43/107) et XI (17.7%; 19/107). Deux souches de SARMs ont été caractérisées par biopuce à ADN et des gènes d‟antibiorésistance, de typage (SCCmec et MLST) et de virulence ont été identifiés. Sans considération pour le site de colonisation, les porcs SA-/MRSA- (n=34) et les porcs SA+ (n=194) montrent, respectivement, des taux de séroconversion de 20.6% et 32.5%. Les porcs colonisés par un SARM à un site de iv prélèvement et non colonisés par un SA à l‟autre site (n=18) montrent une séroconversion (5.6%) significativement (P < 0.05) plus faible comparativement aux porcs colonisés par SA à un ou deux sites de prélèvement et n‟ayant pas de SARM. Nos résultats démontrent que les porcs provenant d‟abattoir peuvent être colonisés par des SARMs multi-résistants aux antibiotiques. De plus, ces SARMs sont possiblement capable de coloniser leurs hôtes sans stimuler la production d‟anticorps et ce par l‟atténuation de la réponse immunitaire ou par la colonisation de porcs qui sont moins immunocompétents.

Étude clinique sur l’impact du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline sur l’évolution des patients atteints de fibrose kystique

La prévalence du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) a augmenté de façon dramatique dans les dernières années chez les patients atteints de fibrose kystique. Quoique le rôle du SARM dans la pathogénèse de l’atteinte respiratoire de la fibrose kystique ne soit pas clairement déterminé, certaines études récentes ont suggéré une association entre la persistance du SARM et le déclin accéléré de la fonction respiratoire. Cependant, l’importance clinique des diverses souches qui colonisent les patients atteints de fibrose kystique n’a pas encore été élucidée. Les objectifs de ce mémoire étaient de déterminer les effets d’une colonisation persistante par un SARM sur le statut clinique et respiratoire des enfants atteints de fibrose kystique. Également, nous tenions à étudier les caractéristiques des différentes souches de SARM dans cette population. Nous avons réalisé une étude rétrospective en analysant les données cliniques ainsi que les mesures de la fonction respiratoire chez les enfants atteints de fibrose kystique suivis à la Clinique de fibrose kystique du CHU Sainte-Justine entre 1996 et 2008 et ayant une colonisation persistante par un SARM. Afin de déterminer les souches qui colonisent cette population, nous avons effectué une caractérisation moléculaire des isolats du SARM. Nous avons identifié 22 patients avec une colonisation persistante par un SARM. Les résultats n’ont démontré aucun changement significatif en ce qui concernait le taux de déclin de la fonction respiratoire avant ou après l’acquisition du SARM. Cependant, la colonisation persistante par un SARM était associée à une augmentation du nombre d’hospitalisations pour une exacerbation pulmonaire. La plupart de nos patients étaient colonisés par le CMRSA-2, une souche épidémique au Canada. La présente étude suggère que la souche épidémique CMRSA-2 pouvait affecter l’évolution clinique des enfants atteints de fibrose kystique.

Étude de la virulence et de la résistance aux antibiotiques des Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline chez le porc à l'abattoir au Québec

Depuis quelques années et dans plusieurs pays, un nouveau type de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM), le séquence type (ST) 398, a été fréquemment retrouvé chez les porcs et chez les fermiers en contact avec ces porcs. Au Canada, très peu d’informations sont disponibles concernant le SARM d’origine porcine. Une première étude dans notre laboratoire a permis de récolter 107 isolats de SARM provenant de deux abattoirs porcins du Québec. Le présent travail vise à caractériser les gènes de virulence et de résistance aux antibiotiques de ces SARM, d’étudier leur formation de biofilm en relation avec la spécificité du groupe agr et de vérifier la localisation plasmidique et la transférabilité de ces gènes à des souches de SARM d’origine humaine. Plusieurs souches ont démontré différents patrons phénotypiques de résistance aux antibiotiques. Vingt-quatre souches représentatives de ces isolats ont été soumises à une caractérisation plus approfondie par une étude génotypique en utilisant une biopuce à ADN et un grand nombre de gènes de virulence a été détecté codant pour des entérotoxines staphylococcales, des leucocidines, des hémolysines, des auréolysines, des facteurs d’immunoévasion, des superantigènes, des facteurs d’adhésion et des facteurs impliqués dans la formation de biofilm. Des gènes de résistance envers les aminoglycosides, les macrolides, les lincosamides, les tétracyclines et les biocides ont été également détectés par biopuce et leur localisation plasmidique a par la suite été déterminée. La transférabilité de ces gènes de souches porcines à des souches de SARM d’origine humaine a été démontrée par conjugaison bactérienne; ainsi le transfert horizontal de certains gènes de résistance aux antibiotiques et de virulence a été observé. Ces travaux de recherche apportent une meilleure connaissance de la résistance aux antibiotiques et de la virulence des SARM d’origine porcine et de leur potentiel de contribution à l’émergence de certaines résistances et facteurs de virulence chez le SARM d’origine humaine.

Vergleichende Untersuchungen Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus des Klinikums Kassel der Jahre 1999 bis 2004

Die vorliegende Arbeit liefert erstmals einen umfassenden Überblick über die molekulare Epidemiologie von Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) eines nordhessischen Krankenhauses inklusive seines Umfeldes und deren Entwicklung in einem Zeitraum von fünf Jahren. Von besonderer Bedeutung ist, dass die MRSA-Stämme hierfür nicht nur anhand ihrer SCCmec-Region (staphylococcal cassette chromosome) typisiert wurden, sondern eine weitergehende Charakterisierung auf Grund der Bestimmung des Vorkommens von Antibiotikaresistenz- und Toxingenen, sowie Plasmiden erfolgte. Dabei wurde ein neuer SCCmec-Typ entdeckt und charakterisiert und weitere noch unbekannte SCCmec-Elemente beschrieben. Bei der Charakterisierung der MRSA-Kollektive konnten bzgl. aller untersuchten Eigenschaften im Laufe der Zeit signifikante Veränderungen beobachtet werden. Am deutlichsten waren diese Unterschiede zwischen dem ältesten Kollektiv aus 1999 und allen nachfolgenden Kollektiven. Die Kollektive aus 2001, 2002, 2003 und 2004 zeigten untereinander größere Ähnlichkeiten, aber dennoch gleichzeitig eine tendenziell divergente Entwicklung einzelner Eigenschaften. Besonders auffallend war das dominante Auftreten von SCCmecIV mit 63-87% der Isolate eines Kollektivs ab 2001, gegenüber 16% in 1999. Weiterhin erfolgte eine markante Veränderung im Vorkommen einzelner Antibiotikaresistenzgene von 1999 bis 2004. So waren aacA-aphD und ermA bei MRSA aus 1999 mit 84% bzw. 90% deutlich häufiger als in allen Kollektiven der folgenden Jahre (aacA-aphD: max. 32%, ermA: max. 40%). Wohingegen ermC ein stets zunehmendes Vorkommen von 3% auf 67% über den Untersuchungszeitraum zeigte. Unkontinuierliches aber statistisch relevant vermehrtes Auftreten von tetM konnte bei Isolaten aus 1999 (40%) und 2004 (74%) nachgewiesen werden. Auch bei Toxingenen zeigten sich deutliche Unterschiede in der zeitlichen Verteilung. Ab 2001 zeigten alle Isolate wesentlich höhere Anteile an sec, seg und sei verglichen mit den MRSA aus 1999. So konnte sec im Kollektiv aus 1999 gar nicht nachgewiesen werden, in denen der Folgejahre mit 54-77%. Die Werte für seg und sei stiegen von 48% bzw. 41% in 1999 kontinuierlich auf über 90% in 2004. Die Häufigkeit von MRSA sowohl mit mehreren Resistenzgenen als auch die mit mehreren Toxingenen nahm im Laufe der Zeit zu und korrelierte mit dem Vorkommen von Plasmiden. Bezüglich seiner Korrelation mit den vorkommenden Plasmiden zeigte SCCmecIV im Erhebungszeitraum besonders deutlich eine Veränderung. So nahm über den Zeitraum der Beobachtung die Anzahl der Stämme die zusätzlich zu einem großen Plasmid ein weiteres kleines Plasmid besaßen signifikant zu. Auch beim Vergleich der SCCmec-Typen der MRSA-Isolate konnten Unterschiede bzgl. aller weiteren untersuchten Eigenschaften dargestellt werden. So zeigten z.B. alle SCCmecIIIA das sea-Gen, während dies bei allen anderen in der vorliegenden Arbeit untersuchten SCCmec-Typen nur vereinzelt vorkam. SCCmecII-Stämme wiesen sowohl die meisten Antibiotikaresistenz- als auch Toxingene auf. Es wurde ferner gezeigt, dass Stämme mit vielen Resistenzgenen auch eine hohe Anzahl Toxingene besaßen und dies im Zusammenhang mit einem erhöhten Plasmidgehalt stehen könnte. Aus den MRSA-Kollektiven isolierte Plasmide konnten aufgrund von Restriktionsanalysen als verwandt zu β-Laktamase-Plasmiden des Grundtyps pI524 und pI258 beschrieben werden. Der in vorliegender Arbeit gezeigte Zusammenhang zwischen der Anzahl von direct repeat units (dru) in der Hypervariablen Region (HVR) und dem SCCmec-Typ half den Unterschied zwischen SCCmecIV und SCCmecIVA, sowie die Sonderstellung des in vorliegender Arbeit erstmalig beschriebenen SCCmecIA/II darzustellen. Nicht alle Isolate konnten einem bekannten SCCmec-Typ zugeordnet werden, es handelt sich bei diesen Ausnahmen um weitere noch unbekannte und hier erstmalig beschriebene SCCmec-Typen. Aufgrund der vorliegenden Arbeit konnte ein neuer SCCmec-Typ definiert werden, namentlich der Typ SCCmecIA/II, der seit 1999 in der Region gehäuft vorkommt Die vorliegenden Untersuchungen zeigten somit, dass die Epidemiologie von MRSA der Region Nordhessen trotz bestehender Gemeinsamkeiten zur MRSA-Situation in ganz Deutschland auch Besonderheiten aufweist. Diese nun zu kennen kann einen Beitrag zur gezielten Verbesserung bisheriger Maßnahmen zur Ausbreitungskontrolle von MRSA in der nordhessischen Region leisten.

Endocarditis infecciosa por Staphylococcus Aureus Meticilino sensible y resistente en la Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología

Introducción y objetivos: La endocarditis infecciosa (EI) es una enfermedad grave producida por diversos gérmenes que afectan las válvulas cardiacas y el tejido endomiocárdico. El objetivo fue describir las características epidemiológicas, clínicas, ecocardiográficas y microbiológicas de la endocarditis infecciosa por Staphylococcus aureus (S. aureus) meticilino sensible y resistente de la Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología (FCI-IC) en el periodo de tiempo 2010- 2015. Métodos: Cohorte retrospectiva de casos de EI por S. aureus en la FCIIC para el período 2010-2015. Se realizó descripción de las variables generales de la población a estudio utilizando medidas de tendencia central y dispersión. Análisis de desenlaces teniendo cuenta la concentración inhibitoria mínima de vancomicina. Resultados: En el estudio se presentaron 27 casos de EI, con una mayor proporción de pacientes de sexo masculino, con hipertensión, diabetes y hemodiálisis. La fiebre fue la manifestación más frecuente seguida de fenómenos vasculares. La válvula más comprometida fue la mitral, principalmente nativa. Discusión: La presentación clínica de los pacientes con EI por S. aureus es aguda por lo que la fiebre es la principal manifestación clínica presentada, lo anterior favorece un rápido diagnóstico clínico. De las cepas de S. aureus causante de EI no se encontró gérmenes con sensibilidad intermedia ni resistente a la vancomicina según criterios establecidos por CLSI. Se encontró mayor proporción de pacientes con un valor de CMI para vancomicina mayor a 0,5μg/ml lo cual es importante dado que podemos estar enfrentándonos a cepas hetero VISA (hVISA).

Determinação da resistência de Staphylococcus aureus: Um desafio?

The aim of this study was to identify the resistance profile of Staphylococcus aureus strains, in relation to induced clindamycin resistance, and to detect oxacillin resistance by the routine phenotypic methods. The strains were isolated from nasal or lingual swabs taken from healthy adult carriers with no medical history of hospitalization or antibiotic treatment. Eighteen strains were distinguished by the different patterns generated by pulsed field gel electrophoresis (PFGE). Four (22.2%) of these showed sensitivity to clindamycin by the conventional antibacterial susceptibility test, but demonstrated inducible resistance to it by the D-test. One strain (5.6%) was characterized as borderline oxacillin-resistant S. aureus (BORSA), and another (5.6%) as CA MRSA (community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus). Both of these strains were shown to be cefoxitin susceptible by the disk diffusion test. The polymerase chain reaction (PCR) failed to detect the mecA gene in this last strain and it was thus classified as BORSA. These results show the importance of incorporating the D-test into the routine lab tests for S. aureus inducible clindamycin resistance and also of including the cefoxitin resistance test among the phenotypic methods for MRSA characterization.

Multiplex PCR use for Staphylococcus aureus identification and oxacillin and mupirocin resistance evaluation

Oxacillin-resistant Staphylococcus aureus represents a serious problem in hospitals worldwide, increasing infected patients' mortality and morbidity and raising treatment costs and internment time. In this study, the results of using the Multiplex PCR technique to amplify fragments of the genes femA (specific-species), mecA (oxacillin resistance) and ileS-2 (mupirocin resistance) were compared with those of tests conventionally used to identify S. aureus isolates and ascertain their resistance to drugs. Fifty S. aureus strains were isolated from patients receiving treatment at UNOESTE University Hospital in Presidente Prudente, SP, Brazil. The 686 bp fragment corresponding to the gene femA was amplified and detected in all the isolates. On the other hand, the 310 bp fragment corresponding to the mecA gene was amplified in 29 (58%) of the isolates. All of the isolates showed sensitivity to mupirocin in the agar diffusion test, which was corroborated by the lack of any amplicon of the 456 bp fragment corresponding to the ileS-2 gene, in the PCR bands. The conventional tests to identify S. aureus and detect resistance to oxacillin and mupirocin showed 100% agreement with the PCR Multiplex results. The use of techniques for rapid and accurate identification of bacteria and assessment of their resistance may be valuable in the control of infection by resistant strains, allowing the rapid isolation and treatment of an infected patient. However, the results demonstrate that traditional phenotypic tests are also reliable, though they take more time.