Eén van de ernstigste problemen bij de behandeling van infecties veroorzaakt door C. striatum is de isolatie van multiresistente stammen uit klinisch materiaal en de selectie van de juiste antibioticumtherapie voor een bepaald type infectie. C. striatum-infecties moeten worden behandeld overeenkomstig de resultaten van de gevoeligheidstests. Meervoudige geneesmiddelenresistentie wordt veroorzaakt door het samenspel van meerdere resistentiemechanismen die ontstaan door de verwerving van vreemde resistentiebepalende factoren of spontane mutaties. Dit werk benadrukt de hoge prevalentie van multiresistente stammen en resistentiegenen onder de C. striatum geïsoleerd in een ziekenhuis in Tunesië, in het bijzonder resistentie tegen aminoglycosiden, verbindingen van de MLSB-groep, fluoroquinolonen, en β-lactammen.

De 63 C. striatum geanalyseerd in deze studie waren vatbaar voor vancomycine en linezolid. In een eerder rapport met gebruik van de schijfdiffusiemethode toonden Martinez et al.19 aan dat 31 C. striatum geïsoleerd uit klinische monsters vatbaar waren voor vancomycine. Meer recent rapporteerden Gomila et al.20 dat hun 52 C. striatum geïsoleerd uit patiënten met chronische obstructieve ademhalingsziekte ook gevoelig waren voor vancomycine. Vancomycine is nog steeds werkzaam en vormt daarom een adequate optie voor de behandeling van ernstige infecties veroorzaakt door C. striatum. Linezolid heeft ook een uitstekende activiteit laten zien, met MIC’s die routinematig onder 0,5 mg/L21 liggen. Gómez-Garcés et al.22 toonden aan dat vancomycine en linezolid even actief waren tegen 30 klinische C. striatum (MICs90 van beide verbindingen = 0,5 mg/L). Linezolid kan worden beschouwd als een alternatief voor vancomycine tegen C. striatum, hoewel de bijwerkingen tijdens de lange behandelingskuren die nodig zijn voor hardware- of apparaatgeassocieerde infecties moeten worden overwogen. Al onze C. striatum waren gevoelig voor daptomycine (MIC90 = 0,25 mg/L). Van daptomycine is ook aangetoond dat het werkzaam is tegen C. striatum, alleen23 of gecombineerd met rifampicine24. Daarom kan daptomycine ook worden beschouwd als een alternatief voor vancomycine voor de behandeling van C. striatum-infecties, hoewel een snelle opkomst van daptomycineresistentie op hoog niveau onlangs is gemeld25, 26.

Aminoglycosiden worden gebruikt als aanvullende antibiotica om ernstige infecties veroorzaakt door difteroïden te behandelen. Onder de aminoglycosiden vertoonden amikacine en gentamicine een goede activiteit “in vitro” tegen onze C. striatum (MICs90 = 1 en 2 mg/L, respectievelijk). Resistentie tegen aminoglycosiden treedt op via verschillende mechanismen die gelijktijdig in dezelfde cel kunnen bestaan. Enzymatische inactivering van de antibioticamolecule is het meest voorkomend in de klinische setting. Het aac(3)-XI gen, dat codeert voor een aminoglycoside 3-N acetyl transferase dat resistentie verleent tegen gentamicine en tobramycine in C. striatum 27, werd niet gevonden in onze 3 gentamicine-resistente isolaten, wat suggereert dat resistentie gemedieerd wordt door een ander mechanisme. Kanamycine en streptomycine worden in de klinische praktijk in Tunesië niet gebruikt, maar werden in deze studie getest omdat ze goede markers zijn voor het opsporen van de aanwezigheid van de aph(3′)-Ic, aph(3″)-Ib en aph(6)-Id genen. Het aph(3′)-Ic-gen, dat codeert voor een aminoglycoside-O-fosfotransferase dat betrokken is bij resistentie tegen kanamycine, neomycine, paromomycine, ribostamycine en lividomycine, maakt deel uit van een grotere DNA-regio die het aph(3″)-Ib – aph(6)-Id tandem-paar resistentiegenen bevat die streptomycine-resistentie verlenen in Corynebacterium spp28. Identieke aminoglycosidenresistentiegebieden werden gevonden in het plasmide pTP10 van C. striatum in de onmiddellijke nabijheid van de erytromycine- en chlooramfenicolresistentiegebieden29. Zoals verwacht droegen de 10 C. striatum die resistent waren tegen kanamycine het aph(3′)-Ic-gen. Dit gen werd echter ook aangetroffen in stammen die gevoelig waren voor kanamycine, waarschijnlijk als gevolg van mutaties die de coderende sequentie of de promotor beïnvloeden. Deze resultaten bevestigen dat het aph(3′)-Ic-gen wijdverbreid is in Corynebacterium spp. Resistentie tegen streptomycine in Corynebacterium spp. houdt verband met de aanwezigheid van de tandem van genen aph(3″)-Ib en aph(6)-Id, die coderen voor respectievelijk aminoglycoside-3″-fosfotransferase en aminoglycoside-6-fosfotransferase28. Vijf van de 8 tegen streptomycine resistente isolaten droegen de aph(3″)-Ib en aph(6)-Id genen, en de overige drie hadden MIC’s voor streptomycine in het bereik van 1 tot 4 mg/L, waarschijnlijk als gevolg van mutaties in de hierboven vermelde genen of in hun promotor. Andere mechanismen zoals actieve efflux van het antimicrobiële middel en verminderde opname in de bacteriële cel kunnen bijdragen tot streptomycineresistentie in deze isolaten. Amikacine wordt uiteindelijk voorgeschreven in combinatietherapie tegen ernstige infecties veroorzaakt door C. striatum in het FHU ziekenhuis. Onze resultaten geven aan dat amikacine de voorkeur verdient als aminoglycoside voor de behandeling van C. striatum-infecties, terwijl gentamicine een valabel alternatief zou kunnen zijn. Het optreden van resistente stammen vereist echter voortdurende waakzaamheid.

Erythromycine en clindamycine waren inactief tegen de meerderheid van onze C. striatum, in het bijzonder clindamycine, met een MIC90 die acht keer groter was dan die van erytromycine. Dit feit bevestigt de eerder gerapporteerde hoge prevalentie van resistentie tegen verbindingen van de MLSB-groep bij Corynebacterium spp., waaronder C. striatum 30. MLS-resistentie bij Corynebacterium spp. wordt meestal gemedieerd door twee mechanismen: target-site modificatie gemedieerd door ribosomaal RNA-methylasen gecodeerd door de zogenaamde erm-genen en actieve drug-efflux gemedieerd door een membraaneffluxpomp gecodeerd door het mef(A-E)-gen31. Onze resultaten bevestigen die van eerdere studies, die erop wezen dat erm(X) het belangrijkste gen is dat betrokken is bij MLS-resistentie in Corynebacterium spp29, 32. Voor de eerste keer hebben we het erm(B)-gen dat codeert voor het ribosomaal RNA-methylase Erm(B) gedetecteerd in C. striatum. Het gen erm(B) verleent een hoge mate van resistentie tegen macroliden in Campylobacter coli 33 en andere relevante ziekteverwekkers, maar is uitzonderlijk in Corynebacterium spp31, 34. Tien van onze stammen droegen tegelijkertijd de erm(B) en erm(X) genen, een kenmerk dat eerder slechts bij één stam van C. urealyticum 31 werd gemeld.

Een derde van onze C. striatum vertoonde intermediaire of hoge resistentie tegen ciprofloxacine en moxifloxacine. Fluoroquinolonen zijn de laatste twee decennia intensief gebruikt in het FHU ziekenhuis. Bij toediening van antibiotica ontstaat een selectieve druk in lichaamsorganen waar fluorochinolonen zich plegen op te hopen. Blootstelling aan fluoroquinolonen selecteert spontane mutanten in grote bacteriepopulaties, waaronder die welke de huid en slijmvliezen koloniseren, zoals corynebacteriën. Zo is resistentie tegen fluorchinolonen opgetreden in klinische isolaten van C. striatum en C. amycolatum 35. Resistentie tegen fluoroquinolonen in Corynebacterium spp. wordt veroorzaakt door mutaties in de QRDR van het gyrase-gen gyrA. In onze stammen genereerden enkelvoudige aminozuursubstituties op positie 87 van het GyrA-eiwit resistentie tegen ciprofloxacine, maar dubbele mutaties in het gyrA-gen die leidden tot veranderingen op de posities 87 en 91 waren noodzakelijk voor resistentie op hoog niveau tegen ciprofloxacine en moxifloxacine. Bij veertien van de 21 fluoroquinolon-resistente C. striatum hielden verhogingen van de MIC’s van ciprofloxacine en moxifloxacine tot 16 mg/L verband met een dubbele niet-conservatieve mutatie op de posities 87 en 91. Sierra et al.35 meldden ook dubbele mutaties op de posities 87 en 91 in het gyrA-gen van zes van hun C. striatum, hoewel de MIC’s van moxifloxacine voor hun stammen lager waren (6-8 mg/L). Vijf van onze stammen met enkelvoudige mutaties op positie 87 of 91 zijn nog steeds resistent tegen ciprofloxacine, zij het met lagere MIC’s (in het bereik van 2-8 mg/L), terwijl de MIC’s van moxifloxacine op 1 mg/L bleven. Enkelvoudige mutaties in het residu Ser-87 of in het residu Asp-91, beschreven door Sierra et al.35, verhoogden de MIC’s van ciprofloxacine tot 1-6 mg/L, terwijl ze vatbaar bleven voor moxifloxacine. De hogere resistentie tegen moxifloxacine bij onze stammen wijst op het bestaan van een resistentiemechanisme dat een aanvulling vormt op mutaties in gyrA. Bij twee stammen werden geen veranderingen in hun QRDR’s vastgesteld, wat erop wijst dat de resistentie door een ander mechanisme werd gemedieerd.

β-lactamines zijn de meest algemeen gebruikte klasse van antimicrobiële stoffen. Er zijn succesvolle behandelingen van C. striatum-infecties met penicilline36 of amoxicilline37 gerapporteerd. Er is echter melding gemaakt van een lage gevoeligheid voor penicilline en cefotaxime naast andere β-lactamines10, 38, hoewel het genetische mechanisme van resistentie tot dusver niet is gekarakteriseerd. Gezien de MICs90 waarden (16 mg/L), vertoonden penicilline en cefotaxime dezelfde lage activiteit tegen onze C. striatum. Het feit dat het percentage penicillineresistente stammen hoger is dan dat van cefotaxime-resistente stammen wordt verklaard doordat het CLSI-gevoeligheidsbreukpunt voor penicilline onlangs is verlaagd van 1 mg/l tot 0,125 mg/l39. Hydrolyse van β-lactam antibiotica door β-lactamasen is het meest voorkomende resistentiemechanisme voor deze klasse van antibacteriële agentia bij klinisch belangrijke bacteriën. De β-lactamasen worden aan de hand van de eiwitsequentie ingedeeld in vier moleculaire klassen, A, B, C en D, op basis van geconserveerde en onderscheidende aminozuurmotieven. Tweeënvijftig van onze stammen waren resistent tegen penicilline en deze resistentie was gerelateerd aan de aanwezigheid van een bla-gen dat codeert voor een klasse A β-lactamase. De chromosomen van Corynebacterium jeikeium K41140, Corynebacterium urealyticum DSM 710941, en Corynebacterium resistens DSM 4510042 coderen voor de overeenkomstige tegenhangers van het bla-gen van C. striatum, hoewel het bij deze soorten niet in verband is gebracht met resistentie tegen β-lactamines. Het ampC-gen, dat codeert voor een klasse C β-lactamase, werd gedetecteerd in 42 van de 52 penicillineresistente C. striatum. De ampC-genen, die wijdverbreid zijn onder de Enterobacteriaceae, coderen voor enzymen die actief zijn tegen zowel penicillines als cefalosporines43. Wij tonen hier aan dat twee β-lactamase-coderende genen, bla en ampC, aanwezig zijn in β-lactam-resistente C. striatum. Onze gegevens onthulden een hoge resistentie tegen β-lactamines en een hoge prevalentie van de bla en ampC genen onder de C. striatum geïsoleerd in ons ziekenhuis. Deze gegevens zijn van waarde voor de praktijk, en ontraden het gebruik van β-lactamverbindingen voor de behandeling van infecties veroorzaakt door C. striatum.

PFGE wordt beschouwd als de gouden standaard in epidemiologische studies van pathogene micro-organismen, en verschaft belangrijke inzichten in hun populatiestructuur44. Onze resultaten toonden 22 verschillende PFGE-patronen van 63 C. striatum-stammen. De grote diversiteit aan genotypes onder de 63 C. striatum toonde aan dat ze over het algemeen niet nauw verwant zijn. Daarom kan C. striatum in het FHU ziekenhuis afkomstig zijn van verschillende lijnen en bronnen in plaats van expansie van een enkele klonale lijn. Dit komt overeen met de pathogene conditie van C. striatum als een opportunistische ziekteverwekker die incidenteel ziekte veroorzaakt bij patiënten met een predispositie. Sommige PFGE-patronen werden vaker geïsoleerd, wat wijst op het bestaan van een paar meer prevalente klonen. Wij beschouwen de patronen E en A als pulsotypen met een hoge prevalentie. De meeste C. striatum toegewezen aan de pulsotypen E en A waren zeer resistent, wat aangeeft dat de meest prevalente klonen zeer resistent zijn, zoals eerder is gerapporteerd10, 16. Het feit dat veel verschillende antibioticaresistentieprofielen konden worden onderscheiden onder de stammen die tot een bepaald PFGE-patroon behoorden, toonde aan dat er niet één stam was, maar verschillende nauw verwante klonen die sporadische infecties produceerden.

Concluderend onderstreept deze studie de relevantie van C. striatum als een opkomende multidrugresistente nosocomiale ziekteverwekker in het FHU-ziekenhuis. De C. striatum isolaten vertoonden 100% gevoeligheid voor vancomycine, linezolid en daptomycine en hoge resistentie tegen rifampicine, verbindingen van de MLSB groep, fluorochinolonen en β-lactamines. Van de verschillende klonen van C. striatum die in het FHU-ziekenhuis circuleerden, waren de meest voorkomende het meest resistent. Daarom moet de surveillance van MDR C. striatum worden voortgezet.