Prevalence of quinolone resistance mechanisms in Enterobacteriaceae producing acquired AmpC β-lactamases and/or carbapenemases in Spain

Abstract

[Abstract] Background: Quinolone resistance in Enterobacteriaceae species has increased over the past few years, and is significantly associated to beta-lactam resistance. The aim of this study was to evaluate the prevalence of chromosomal- and plasmid-mediated quinolone resistance in acquired AmpC β-lactamase and/or carbapenemase-producing Enterobacteriaceae isolates.

Methods: The presence of chromosomal- and plasmid-mediated quinolone resistance mechanisms [mutations in the quinolone resistance determining region (QRDR) of gyrA and parC and qnr, aac(6')-Ib-cr and qepA genes] was evaluated in 289 isolates of acquired AmpC β-lactamase- and/or carbapenemase-producing Enterobacteriaceae collected between February and July 2009 in 35 Spanish hospitals.

Results: Plasmid mediated quinolone resistance (PMQR) genes were detected in 92 isolates (31.8%), qnr genes were detected in 83 isolates (28.7%), and the aac(6')-Ib-cr gene was detected in 20 isolates (7%). qnrB4 gene was the most prevalent qnr gene detected (20%), associated, in most cases, with DHA-1. Only 14.6% of isolates showed no mutations in gyrA or parC with a ciprofloxacin MIC of 0.5mg/L or higher, whereas PMQR genes were detected in 90% of such isolates.

Conclusion: qnrB4 gene was the most prevalent PMQR gene detected, and was significantly associated with acquired AmpC β-lactamase DHA-1. PMQR determinants in association with other chromosomal-mediated quinolone resistance mechanisms, different to mutations in gyrA and parC (increased energy-dependent efflux, altered lipopolysaccharide or porin loss), could lead to ciprofloxacin MIC values that exceed breakpoints established by the main international committees to define clinical antimicrobial susceptibility breakpoints.

[Resumen] Introducción. En los últimos años se ha observado un incremento de la resistencia a fluoroquinolonas en enterobacterias, estando asociado significativamente a la resistencia a betalactámicos. Nuestro objetivo fue conocer la prevalencia de mecanismos cromosómicos y plasmídicos de resistencia a quinolonas en aislados productores de betalactamasas de clase C adquiridas y/o carbapenemasas.

Métodos. Se evaluó la presencia de mecanismos cromosómicos y plasmídicos de resistencia a quinolonas [mutaciones en la región determinante de resistencia a quinolonas de gyrA y parC y genes qnr, aac(6′)-Ib-cr y qepA] en 289 aislados de enterobacterias productoras de betalactamasas de clase C adquiridas y/o carbapenemasas recogidos entre febrero y julio de 2009 en 35 hospitales españoles.

Resultados. Se detectaron determinantes plasmídicos en 92 aislados (31,8%); en 83 aislados (28,7%) se detectó algún gen qnr, y en 20 (7%), la variante aac(6′)-Ib-cr. El gen qnr más prevalente fue qnrB4 (20%), asociado en la mayoría de los casos a DHA-1. El 14,6% de los aislados con una CMI de ciprofloxacino superior a 0,25 mg/l no presentaban mutaciones en gyrA ni parC, detectándose en el 90% de los mismos algún determinante plasmídico de resistencia a quinolonas.

Conclusión. qnrB4 fue el determinante plasmídico más prevalente, claramente asociado a DHA-1. Los mecanismos plasmídicos en asociación con mecanismos cromosómicos diferentes a las mutaciones en los genes de las topoisomerasas (sobreexpresión de bombas de expulsión, alteración del lipopolisacárido o disminución de porinas) pueden dar lugar a valores de CMI de ciprofloxacino que superan los puntos de corte establecidos por los principales comités internacionales de definición de puntos de corte para interpretación de datos de sensibilidad.