Extended-Spectrum Beta-Lactamase-produzierende Enterobacteriaceae

Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)-produzierende Enterobacteriaceae sind Gram-negative Darmbakterien, hauptsächlich Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae, die Enzyme bilden, die Penicilline, die meisten Cephalosporine und Aztreonam hydrolysieren können. Durch die Inaktivierung dieser weit verbreiteten Beta-Lactame schränken ESBL-Produzenten die oralen und intravenösen Optionen für häufige Infektionen wie Harnwegs- und Blutbahninfektionen ein, was sie zu einer wichtigen Gruppe multiresistenter Erreger macht.

Definition

ESBL-produzierende Enterobacteriaceae sind Enterobacteriaceae, die Beta-Lactamase-Enzyme produzieren, die in der Lage sind, Extended-Spectrum (Drittgenerations-)Cephalosporine, Penicilline und Aztreonam zu hydrolysieren, während sie typischerweise empfindlich gegenüber der Hemmung durch klassische Beta-Lactamase-Inhibitoren und gegenüber Carbapenemen bleiben.

Scope

Der Eintrag behandelt die enzymatische Grundlage der Extended-Spectrum-Resistenz, das Spektrum der betroffenen und der verschonten Beta-Lactame, die dominanten Enzymfamilien sowie die klinische und epidemiologische Bedeutung von ESBL-Produzenten. Er beschreibt Resistenzmechanismen zu Referenzzwecken und gibt keine Anleitung zur Therapiewahl oder Dosierung.

Core questions

• Was unterscheidet eine Extended-Spectrum Beta-Lactamase von einer Narrow-Spectrum Beta-Lactamase?
• Welche Beta-Lactam-Wirkstoffe werden von ESBLs inaktiviert und welche bleiben typischerweise verschont?
• Welche Enzymfamilien und Wirtsspezies dominieren die ESBL-Epidemiologie?

Key concepts

• Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)
• CTX-M-, TEM- und SHV-Enzymfamilien
• Drittgenerations-Cephalosporin-Resistenz
• Empfindlichkeit gegenüber Beta-Lactamase-Inhibitoren
• Plasmidvermittelte, übertragbare Resistenz
• Koresistenz gegen Fluorchinolone und Aminoglykoside

Mechanisms

ESBLs sind Beta-Lactamase-Enzyme, meist der CTX-M-, TEM- oder SHV-Familien, die ein aktives Zentrum entwickelt haben, das Extended-Spectrum-Cephalosporine, Penicilline und das Monobactam Aztreonam hydrolysieren kann. Sie sind in der Regel auf Plasmiden kodiert, die auch Resistenzen gegen andere Arzneimittelklassen tragen, sodass ESBL-Produzenten häufig koresistent gegen Fluorchinolone und Aminoglykoside sind. Die Enzyme werden klassischerweise in vitro durch Beta-Lactamase-Inhibitoren wie Clavulansäure gehemmt, und die Organismen behalten im Allgemeinen ihre Empfindlichkeit gegenüber Carbapenemen, die von den Enzymen nicht effizient hydrolysiert werden. Da die Determinanten plasmidvermittelt sind, verbreiten sie sich leicht zwischen Stämmen und Spezies.

Clinical relevance

ESBL-produzierende Organismen verursachen Harnwegsinfektionen, intraabdominelle Infektionen und Blutbahninfektionen sowohl im Gesundheitswesen als auch in der Gemeinschaft, und ihre Resistenz gegen Cephalosporine schließt eine wichtige Substanzklasse von der Betrachtung aus, was zur Abhängigkeit von Carbapenemen und zum Selektionsdruck für weitere Resistenzen beiträgt. Dieser Eintrag beschreibt den Resistenzphänotyp zu Bildungszwecken und ist keine Grundlage für die Therapiewahl in einem Einzelfall.

Epidemiology

Einst hauptsächlich krankenhausassoziiert und dominiert von TEM- und SHV-Enzymen in Klebsiella, verlagerte sich die ESBL-Epidemiologie mit dem globalen Anstieg der CTX-M-Enzyme, insbesondere in Escherichia coli, einschließlich ambulant erworbener Harnwegs- und Blutbahninfektionen. ESBL-produzierende Enterobacteriaceae nehmen einen prominenten Platz auf internationalen Listen prioritärer Erreger ein.

History

Extended-Spectrum Beta-Lactamasen wurden erstmals in den 1980er Jahren beschrieben, kurz nachdem Drittgenerations-Cephalosporine weit verbreitet waren, zunächst als TEM- und SHV-Varianten bei Krankenhausausbrüchen von Klebsiella. Ab etwa 2000 expandierte die CTX-M-Enzymfamilie weltweit und verlagerte die Belastung hin zu ambulant erworbenen Escherichia coli-Infektionen.

Debates

Sind Beta-Lactam/Beta-Lactamase-Inhibitor-Kombinationen adäquate Alternativen zu Carbapenemen bei ESBL-Infektionen?

Ob Wirkstoffe wie Piperacillin-Tazobactam Carbapeneme bei schweren ESBL-Infektionen einsparen können, wurde diskutiert, wobei die Sorge besteht, dass eine übermäßige Abhängigkeit von Carbapenemen weitere Resistenzen fördert; das Gleichgewicht ist eine aktive Frage im Stewardship.

Seminal works

• paterson-2005
• tacconelli-2018

Frequently asked questions

Warum sind Carbapeneme oft wirksam gegen ESBL-produzierende Bakterien?

Extended-Spectrum Beta-Lactamasen hydrolysieren Penicilline und Cephalosporine effizient, aber keine Carbapeneme, sodass Carbapeneme in der Regel ihre Aktivität behalten, es sei denn, der Organismus hat zusätzlich eine separate Carbapenemase erworben.

Welche Bakterien produzieren am häufigsten ESBLs?

Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae sind die vorherrschenden ESBL-Produzenten, obwohl die Enzyme bei Enterobacteriaceae vorkommen, da die Gene auf übertragbaren Plasmiden getragen werden.