Molecular epidemiology and genetics of vancomycin resistance in enterococci isolated from patients in two hospitals in Ribeirão Preto, Sao Paulo, Brazil

A emergência de resistência à vancomicina no mundo iniciou-se no final dos anos 80, sendo primeiro documentada na parte ocidental da Europa e posteriormente nos EUA. Depois disso, o isolamento de enterococos resistentes à vancomicina (VRE - do inglês, vancomycin-resistant enterococci) tem sido continuamente reportado em diversas localizações geográficas, inclusive no Brasil. As infecções nosocomiais causadas por enterococos são grandes desafios para os médicos devido à ocorrência de isolados resistentes a múltiplos antibióticos. Diversos métodos de tipagem molecular têm sido utilizados para estudar a epidemiologia de VRE. Neste trabalho, foi realizada a caracterização genética da resistência à vancomicina e epidemiologia molecular de VREs isolados de pacientes de dois hospitais de Ribeirão Preto, o Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (HCFMRP-USP) e a Santa Casa de Misericórdia de Ribeirão Preto (SCMRP), no período de setembro de 2008 a setembro de 2010. Foram estudados também os primeiros VREs isolados no HCFMRP-USP, em meados de 2005/2006. Foram determinadas as espécies e os genótipos de 53 VREs, pela reação da polimerase em cadeia (PCR), e todos eram E. faecium e apresentavam o gene vanA. Todos E. faecium isolados dos 2 hospitais em estudo apresentaram CIM para vancomicina >256?g/mL pelo Etest®, já daptomicina mostrou valores de CIM dentro do limite de sensibilidade para todos os enterococos analisados. Com relação aos fatores de virulência, foi evidente a predominância dos genes acm e esp nos E. faecium estudados. Os primeiros VREfm (do inglês, vancomycin-resistant E. faecium) isolados em meados de 2005/2006 de pacientes do HCFMRP-USP apresentaram o transposon Tn1546 intacto, já todos os E. faecium isolados do HCFMRP-USP e da SCMRP, no período de setembro de 2008 a setembro de 2010, apresentaram produto de amplificação maior do que os 4,4kb esperados para grupamento gênico vanRSHAX. Resultados de overlapping PCR e sequenciamento da região do transposon que amplificou fragmento de DNA com tamanho maior que o esperado utilizando primers P11-P12, mostraram que 81% (43 VREfm) isolados nos dois hospitais em estudo, no período de setembro de 2008 a setembro de 2010, apresentaram deleção da extremidade esquerda do Tn1546 e insersão (IS1251), entre genes vanS e vanH. A análise da PFGE dos VREfm em estudo mostrou que havia ocorrido disseminações clonais com determinados perfis de PFGE em períodos específicos. O fato dos primeiros VREfm terem apresentado perfil de PFGE diferente da maioria dos isolados, não permitiu que se determinasse o ancestral comum por PFGE, mas resultados de MLST mostraram que VREfm isolados, no período de 2008-2010, podem ser descendentes diretos destes cinco primeiros VREfm ou podem ter evoluído de um mesmo ancestral comum. A análise da tipagem por MLST de 31 linhagens de VREfm selecionadas a partir dos resultados de PFGE, mostrou que havia 9 STs diferentes, dentre estes, sendo 5 STs novos (656, 657, 658, 659 e 660). Os STs predominantes foram STs 412 e 478. Todos STs identificados pertenciam ao complexo clonal 17 (CC17), com exceção do ST658 que era um singleton. O ST78 que vem se disseminando mundialmente, foi identificado pela primeira vez no Brasil em linhagens do presente estudo. E, por fim, a tipagem por MLST comprovou o que já havia sido determinado pelos resultados de PFGE, que existe relação clonal entre linhagens isoladas nos dois hospitais estudados de Ribeirão Preto.World reports on vancomycin resistance emerged in the late 1980s and first documented in Western Europe and later in the United States. Since then, isolation of vancomycin-resistant enterococci (VRE) has been continuously reported in several geographic locations, including Brazil. The widespread occurrence of strains resistant to multiple antibiotics present a challenge to clinicians when treating enterococci caused nosocomial infections. Several molecular typing methods have been used to study the epidemiology of VRE. In this study, genetic characterization of vancomycin resistance and molecular epidemiology were performed in VREs isolated from patients in two hospitals in Ribeirão Preto, Sao Paulo/Brazil, the University Hospital of the Faculty of Medicine of Ribeirao Preto, University of Sao Paulo (HCFMRP-USP) and the Santa Casa de Misericórdia de Ribeirão Preto (SCMRP), from September 2008 to September 2010. The first five VREs isolated in the HCFMRP-USP, in mid 2005/2006 were also included in this study. Species and genotypes of 53 VREs determined by the polymerase chain reaction (PCR) were all E. faecium and had the vanA gene. MICs for vancomycin determined by Etest® were >256?g/mL for all E. faecium isolated in the two hospitals, whereas daptomycin showed MIC values within the limit of susceptibility for all the enterococci analyzed. acm and esp genes predominated as virulence factors. The first five vancomycin resistant E. faecium (VREfm) isolated in mid 2005/2006 showed an intact Tn1546 transposon, whereas all E. faecium isolated later, September 2008 to September 2010, gave a larger amplified DNA fragment than the expected 4,4kb gene cluster vanRSHAX. Results of overlapping PCR and sequencing (primers P11-P12) of the transposon region that amplified the larger than expected DNA fragment showed that 81% (n=43) of the these VREfm had a deletion of the left end of Tn1546 and also a IS1251, between the vanS and vanH genes. The analysis of VREfm PFGEs indicated the occurrence of clonal disseminations with some PFGE profiles at specific times. The different PFGE profiles of the first VREfm (2005-2006) in relation to the latter isolates showed that the common ancestor could not be determined by PFGE. However, MLST results indicated that VREfm isolated, in the period from 2008 to 2010, could be direct descendants of the first five VREfm or could have evolved from a common ancestor. MLST analysis of 31 VREfm isolates selected according to the PFGE results, showed that there were nine different STs, among these five new STs (656, 657, 658, 659, 660). The predominant STs were ST412 and 478. All STs identified belonged to clonal complex 17 (CC17), except for ST658, a singleton. The ST78 that has spread worldwide is being identified in Brazil for first time in this study. MLST confirmed PFGE results showing that there is a clonal link between strains isolated in the two hospitals of Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil