Utgjør MRSP en trussel for humanmedisin?
Illustrert ved en gjennomgang av MRSP og zoonotisk potensiale
Simen E. Toftner V2017
Prosjektoppgave
Universitetet i Oslo Medisinsk fakultet
I samarbeid med Veterinærhøgskolen, NMBU.
19.04.2021
Innholdsfortegnelse
Abstract ... 3
Forord ... 4
Innledning ... 5
Zoonoser, antibiotika og mennesket ... 5
AMR-trusselen, et «En-helse»-problem ... 5
Faktakunnskap om MRSP ... 8
Taksonomi ... 8
Diagnostikk: fenotypisk, genotypisk og resistensmønster ... 8
Vertsspesifisitet ... 10
Metode ... 11
1. Publiserte tilfeller av humane infeksjoner forårsaket av S. pseudintermedius ... 11
2. Prevalens av MRSP i den norske hundepopulasjonen ... 11
3. Kjente virulensfaktorer for S. pseudintermedius ... 12
4. MRSP og horisontal utveksling av resistensgener ... 12
Resultat ... 13
Dokumenterte tilfeller av human infeksjon ... 13
MRSP forekomst i Norge ... 18
Virulens og patogenitet ... 20
Enzymer ... 20
Toksiner ... 21
Toksin-antitoksin system ... 22
Stafylokokk enterotoksin (supernatigener) ... 22
Genetisk regulatorisk system ... 23
Phenol-soluble modulins (PSMs) ... 23
Celleveggassosierte proteiner: ... 23
Biofilm ... 26
MRSP og utveksling av resistensgener ... 27
SCCmec og horisontal genoverføring ... 27
MDR MRSP og transposoner ... 28
Konjugasjon, transformasjon og transduksjon ... 29
Konklusjon og diskusjon ... 31
S. pseudintermedius som humanpatogen mikrobe ... 31
Evne til horisontal genoverføring ... 37
Annerkjennelser ... 40
Kildehenvisninger ... 40
Abstract
Introduction: Has the human threat posed by the global emergence of methicillin resistant S.
pseudintermedius (MRSP) been underestimated? The extensive spread across the globe, with big variations in antibiotic resistance patterns, and clonal diversity within few years is
alarming (1). The aim of this literature study has been to assess 1) wheather S.
pseudintermedius in itself could be a human patogenic microbe, and 2) its ability of horizontal gene transfer.
Methodology: Four independent search strategies were conducted on the following topics, all with subsequent search, extraction and review strategies:
1) The occurrence and type of human S. pseudintermedius infections, 2) the Norwegian prevalence of MRSP in the canine population, 3) the known virulence and pathogenicity factors of MRSP and 4) horizontal transfer of resistance genes
Results: 46 cases were obtained during 2006-2020, of which 24% were confirmed MRSP infections. 61% occurred as skin- and soft tissue infections, and 15% as sepsis/bacteremia.
Furthermore, 17% of all infections was related to foreign bodies. MRSP prevalence in Norway was 2,6% in 2013. The national surveillance report, NORM-VET 2019, had seven confirmed animal cases of MRSP.
The population structure demonstrated a high recombination to mutation ratio; 8% of the genome appears to be mobile. Horizontal transmission of SCCmec is not confirmed. A high ocurrence of pro-phages is associated with MDR MRSP, with a suspected transposome mediated spread of genes. The threefold accumulation of the SCCmec element, Tn5405-like element and gyrA/grlA, is assumed to be paramount in MDR MRSP fitness and spread.
Transduction appears to be the main mechanism of horizontal gene transfer. Of virulence factors coagulase, Luk-I , CWA proteins (SpsD, SpsL, SpsP and SpsQ) and biofilm formation showed human relevance.
Discussion/conclusion: Despite the infrequence of human MRSP infections, horizontal gene transfer is arguably a neglected part of the threat posed by MRSP, where the transference mechanisms of resistance and virulence genes are still much unknown. A rise of MRSP might challenge human health, as mobile genetic material, regardless of bacterial origin, is what must be contained to combat antibiotic resistance.
Forord
Oppgaven er skrevet med utgangspunkt i den alvorlige helsetrusselen antibiotikaresistens utgjør for moderne medisin. Som framtidig lege anser jeg dette som en av de viktigste kampene legestanden vil måtte kjempe i nær framtid. Dersom vi ikke snur trenden for antibiotikaresistens, estimeres det med at man innen 2050 vil ha 10 millioner dødsfall i året relatert til infeksjoner (2). Uttalt resistens betyr igjen at kirurgi og transplantering på nytt vil være forbundet med ekstrem risiko. Alminnelige infeksjoner vil føre til sepsis og død, slik de gjorde før 40-tallet og oppdagelsen av antibiotika. Første steget i kampen vil for leger være å forstå at vi ikke kan kjempe kampen alene, og at vi har kompetente allierte i veterinærer, biokjemikere, biologer og andre «livsvitere». Ved hjelp av samarbeid og god flyt av informasjon vil vi stå sterkere imot det som omtales som den stille tsunami.
Det menneskefokuserte perspektivet vi leger skal og må ha i denne kampen, er alt for snevert når antibiotika resistens beveger seg på tvers av både dyr, mennesker og miljø. Dette bringer oss inn på det som må bli det viktigste samarbeidet innen livsvitenskapen; «En-helse
perspektivet», der menneske, dyr og miljø sees i sammenheng, da det bare er på denne måten vi vil kunne forstå hvilke grep vi må ta for å få kontroll over en felles trussel. Mitt første bidrag i denne kampen blir denne oppgaven hvor jeg i samarbeid med Veterinærhøgskolen ved NMBU ble kjent med flere potensielle humanpatogene trusler.
Forekomsten av multiresistente (MDR) stafylokokker blant hunder vekket særlig interesse, hvor global spredning har oppstått over få år, med allerede kjent forekomst av humane infeksjoner.
Hensikten med denne studien har vært å samle og diskutere litteratur for å kartlegge det zoonotiske potensialet til MRSP og trusselen den utgjør for mennesket:
• Vurdere hvorvidt S. pseudintermedius i seg selv kan være en humanpatogen mikrobe. For å få et bedre bilde av MRSP og risikoen den utgjør mot mennesker ble det videre nødvendig å kartlegge hvilke infeksjoner S. pseudintermedius er vist å påføre mennesker, MRSP sin forekomst i norsk hundepopulasjon og hva som er kjent for virulens.
• Evne til horisontal genoverføring. Kartlegging av eksisterende kunnskap om evnen bakterien S. Pseudintermedius har til horisontal overføring av resistensgener og øvrige gener til andre humanpatogene bakterier, eksempelvis S. aureus.
Innledning
Zoonoser, antibiotika og mennesket
Stig S. Frøland skriver i sin bok om mikrober at enhver infeksiøs bakterie krever et reservoar, som kan være mennesker, drikkevann, jord eller andre dyr. I tilfeller der bakterier kan
overføres fra et dyrereservoar til mennesker, eller andre veien, og samtidig medføre sykdom kalles det en zoonose, som av Veterinærinstituttet defineres som «sykdommer som kan smitte mellom dyr og mennesker» (3). Slike zoonoser har opp igjennom menneskets historie ført til utallige sykdommer, som AIDS, ebola og pest for å nevne noen (4). Frøland skriver at opp mot 60% av de 1400 mikrobene man i dag anser som humanpatogene er zoonoser. Videre ser det ut til at de fleste mikrober som i dag infiserer mennesker, startet som zoonoser, men som gjennom evolusjon gradvis tilpasset seg mennesket i så stor grad at smitten kun skjer fra menneske til menneske (4).
Bakterielle infeksjonssykdommer var lenge en stor årsk tildødelighet og dårlig folkehelse, men oppdagelsen av antibiotika med Paul Ehrlich (5) Alexander Flemming og Gerhard Domagk i spissen, muliggjorde antibiotikabehandling kurasjon av tidligere dødlige
infeksjoner, med påfølgende reduksjon i dødelighet og økt forventet levealder fra 1940 tallet og utover (6, 7). Antibiotika varslet slutten på infeksjonssykdommer, med så stor optimisme at man i midten av 60-årene anså kampen mot mikrobene som vunnet, og videre forskning ble rettet mot andre større og viktigere sykdommer som kreft og psykiske lidelser (6). Enkelte bakteriers evne til å bryte ned penicillin enzymatisk ble sett allerede i 1945 (7), før den utstrakte bruken av penicillin fant sted, men med over 40 års bruk av arsenikk i behandlingen av syfilis, helt uten antydning til resistensutvikling, beroliget mange seg med at dette trolig også villle være tilfellet for penicillin (5). De fikk rett om T. pallidium som til dags dato ikke har vist tegn til resistens overfor penicilliner, men det viste seg at tendensen man så i 1945 skulle være starten på det som skulle bli et av vår tids store problemer. Fremvekst av
multiresistente bakterier er en kraftig påminnelse om at kampen på ingen måte er over. Det er snakk om en utfordring som går på tvers av mennesker, dyr og miljø (5) der sameksistens både er problemet men også løsningen.
AMR-trusselen, et «En-helse»-problem
De fleste bakterier og deres gener kan bevege seg mellom mennesker, dyr og miljø hvor tilpasning til ulikt seleksjonspress innen en sektor, er vist å gjenspeiles i andre sektorer (8).
Det store forbruket av antibiotika med påfølgende seleksjonspress har ført til spredning av høyt selekterte antibiotiske resistensgener fra normalfloraen til både mennesker og dyr ut i
miljøet, med så langt ukjente konsekvenser (5, 7). Selv om resistensgener for antibiotika er påvist å ha eksistert lenge før oppdagelsen av penicillin, er det mye som tyder på at
menneskelig aktivitet har påvirket resistensgeners forekomst i miljøet. Vi vet eksempelvis at flere tusen tonn med antibiotika havner i naturen gjennom forurenset vann og andre kilder, som er et stort problem i kampen mot antibiotikaresistens, ettersom eksponering for
antibiotika regnes som en av de største driverne for utvikling og spredning av resistens (8).
Antibiotika resistens (AMR) har i løpet av de siste 20 år blitt en global trussel mot folkehelse (7, 8) og omhandler bakteriers evne til å overleve ulike klasser av antibiotika ved å anvende en rekke ulike mekanismer som hindrer drap og/eller vekst av bakterien, kodet på gener som kan overføres både vertikalt og horisontalt til andre bakterier (7). Når en bakterie bærer på resistensgener for tre eller flere ulike antibiotikagrupper kalles de for multiresistente (MDR) som i praksis betyr færre behandlingsmuligheter og økt risiko for død. I 2014 rangerte Verdens Økonomiske Forum spredningen av AMR som en større global risiko enn terror og klimaendringer i sin årlige globale risikorapport (7). Det er et komplekst økologisk problem, der løsningen krever koordinerte grep innen flere disipliner og institusjoner, slik som
matsikkerhet og zoonose-kontroll, samt samarbeid mellom flere helsevitenskapelige profesjoner på flere nivåer. Dette legger grunnlaget for «En-helse» tilnærmingen til resistensproblematikken (8).
Trepartssamarbeidet FAO-OIE-WHO definerer «En-helse» som:
«an approach to address a health threat at the human-animal-environment interface based on collaboration, communication, and coordination across all relevant sectors and disciplines with the ultimate goal of achieving optimal health outcomes for both people and animals; One Health is applicable at the subnational, national, regional, and global level”(9).
«En-helse» perspektivet innlemmes også av den globale helsesikkerhetsagendaen (GHSA), lansert i februar 2014, som ønsket å sikre den globale helsen fra infeksjonsykdommer, som igjen hviler på FNs «2030 agenda for bærekrafstmål» (SDGs), hvor blant annet god helse og livskvalitet, ansvarlig forbruk og produksjon, samt livet på land og i vann er fokusområder (10). Det er i dag et stort behov for flere disipliner og sektorers samarbeid for å kartlegge zoonotiske sykdommer og andre delte helsetrusler der menneske dyr og miljø møtes (11). En utfordring i dag er bruken av de samme antibiotikaklassene hos både mennesker og dyr, hvor det i mange land bare er karbapenemer som er reservert for mennesker (8). Med mål om å redusere unødvendig bruk og økt risiko for antibiotika resistens som følge av ikke-human anvendelse av antibiotika, har WHO rangert antibiotikaklasser etter human viktighetsgrad.
Det er et verktøy som kan bidra der nasjonale prioriteringer for antibiotikabruk i ulike
nasjoner utformes, der intensjonen er å sikre mennesker nødvendig behandling i global sammenheng (12). I Norge har Statens legemiddelverk siden 2018 reservert ni ulike typer antibiotika for kun human bruk som ledd i å forebygge resistens, der nyere generasjoner cefalosporiner, monobaktamer og karpapenemer er blant disse (13).
Det finnes flere eksempler på hvordan resistensproblematikk oppstår når samme klasser av antibiotika anvendes både hos mennesker og dyr, der colistin resistens er et aktuelt eksempel, da det i tiår ble anvendt for å fremme vekst og for å behandle intestinale infeksjoner blant husdyr (14). Man antok at genet (mcr-1) som kodet for resistens var kromosomalt begrenset, men som i 2015 ble vist å forekomme på et overførbart plasmid, med påvist forekomst blant dyr, i mat og mennesker, med videre spredning til bl.a. K. pneumoniae gjennom konjugering (8). «En-helse» perspektivet gjør seg gjeldende i dette eksempelet da colistin i økende grad, på tross av sin toksisitet, er blitt et siste utveis legemiddel i tilfeller med uttalt resistens hos gram-negative bakterier som forårsaker livstruende infeksjoner (8). Colistin-eksempelet viser hvordan uttalt bruk av en klasse antibiotika ansett som for giftig for mennesker blir en
nødvendighet, og at den økende resistensen sett i veterinærmedisinen får direkte konsekvenser for human helse, da den relative nødvendigheten for et antibiotikum fort kan endres (8). Dette er essensen av hva «En- helse» perspektivet ønsker å forebygge. Økende resistens er skadelig for vår egen helse ved at sjansene for livreddende antibiotisk behandling reduseres, mens alvorligheten, kostnaden og forekomsten av infeksjoner vil øke. Uttalt bruk av antibiotika i veterinærmedisin vil selektere og adaptere for antibiotikaresistente mikrober, som indirekte kan skade mennesker med liknende eksempler sett ved bruk av 3. generasjons
cephalosporiner og fluoroquinoloner (8). Det vil derfor være i alles interesse å redusere unødvendig bruk av antibiotika og bremse resistensutvikling, da vi ikke kan forutsi konsekvensene det vil ha for mennesket både direkte eller indirekte ved økt forekomst av resistens i miljøet eller i dyrepopulasjoner. Eksemepelet med colistin viser hvordan økt forekomst av antibiotika resistens i dyrepopoulasjoner kan ramme mennesker gjennom forbruk av antibitoika utenfor humanmedisinen. Når det gjelder methicillin resistente S.
pseudintermedius (MRSP) og økende forekomst globalt, er det ikke nødvendigvis overforbruk av antibioika som har vært drivkraften til dette, ettersom mye fremdeles er uvisst, men man har likevel den samme frykten for negative konsekvenser, i form av et tilsvarende tap av effektiv antibiotika i behandling av humane infeksjoner. Denne potensielle trusselen for mennesket kan bare avverges gjennom økt fokus på problemet og mer kunnskap om bakteriens ervervelse og spredning av resistens.
Faktakunnskap om MRSP Taksonomi
Slekten Staphylococcaceae hadde i 2020 98 identifiserte arter, klassifisert i ni grupper etter LPSN kriterier. Staphylococcus utgjør en av disse gruppene, med 55 anerkjente arter og 23 subarter (15). Slekten Staphylococcus kjennetegnes av Gram-positive ikke-motile sfæriske (coccoide) celler i størrelsesorden 0,5-2,5 μm, som organiseres i klaser. De er katalase positive, og arten danner ikke sporer, og kan vokse i nærvær av 10% NaCl i 18-40 grader celsius (15). Stafylokokker kan variere mellom å være strengt aerobe til fakultativt anaerobe.
Oksidase-aktivitet varierer (15). S. pseudintermedius tilhører gruppen Staphylococcus, og har et stort genetisk mangfold med over 1400 sekvenstyper (ST) rapportert i 2020 (16). S.
pseudintermedius utgjørt sammen med S. intermedius og S. delphini SIG (stafylokokk intermedius gruppen) (17). SIG ble først identifisert i 1976 som S. intermedius og først i 2005 ble gruppen reklassifisert med nye molekylære metoder til den nåværende SIG gruppen bestående av de tre subarter, der S. pseudintermedius viste seg å være den hyppigst
forekommende blant hunder (18). Første kjente tilfelle av MRSP var i 1999, med infeksjon av hund i USA og katt i Brasil (19, 20). Den ble så identifisert i Europa i 2005-2006 (19), og de to første tilfellene av MRSP i Norge var i 2008, der bakteriens store grad av genetisk
mangfold allerede viste seg med en ny «norsk» identifisert subtype, MRSP ST258 (19).
Resistens for methicillin hos stafylokokker kodes av mec genet, og dens homologer, som er plassert i et mobilt genetisk element kalt «staphylococcal cassette chromosome» (SCC), som inneholder et komplett maskeneri med evnen til å overføre og tilføre gener horisontalt og spre resistens, der flere SCCmec elementer er sett hos S. pseudintermedius, slik som SCCmec II- III (21). Av MDR MRSP klonene er det ST71 SCCmec II-III som er hyppigst forekommende i Europa og ST68 SCCmecV i USA (16). Det skal nevnes at de forekommer mer eller mindre i alle deler av verden, med stor variasjon i ST prevalens. Det er i dag ikke kjent hva det er som ligger bak den klonale evolusjonen til S. pseudintermedius med stadig ekspandering av populasjonen.
Diagnostikk: fenotypisk, genotypisk og resistensmønster Artsdiagnostikk
Bakterien er tradisjonelt blitt identifisert ved kolonimorfologi og fenotypiske tester, med medium store eleverte og upigmenterte kolonier, som viser en stor ufullstendig sone med β- hemolyse og/eller en liten fullstendig sone med δ-hemolyse som gir en karakteristisk «dobbel- hemolyse» (17). Ved bruk av «rapid slide clumping factor test» og ordinære latex
agglutineringstester som detekterer protein A, clumping factor eller overflateproteiner til S.
pseudintermedius får man ofte negative svar, som medfører gal klassifisering av mikroben som en koagulase negativ stafylokokk (17).
I et biokjemisk assay vil S. pseudintermedius skille seg fra S. aureus ved manglende clumping factor, pigment eller acetoinproduksjon, men positiv b-Galactosidase. De har begge forekomst av katalase, koagulase, mannitolfermentering, maltose og begge er Polymixin E resistente, men S. pseudintermedus er ikke resistent for Polymyxin B slik som S. aureus (22).
Fenotypiske tester S. pseudintermedius S. aureus
Katalase Positiv Positiv
Koagulase Positiv Positiv
Clumping factor Negativ Positiv
Pigment Negativ Positiv
Pyrrolidonyl arylamidase Negativ Negativ
b-Galactosidase Positiv Negativ
Acetoin produksjon Negativ Positiv
Mannitol fermentering Positiv Positiv
Maltose Positiv Positiv
Polymyxin B Sensitiv (S) Resistent (R)
Polymyxin E (10µg) Resistent (R) Resistent (R)
Tabell 1: Fenotypiske tester for differensiering av koagulase positive Staphylococcus-arter etter Bhooshan et al., 2020 (22).
Siden den er koagulase positiv blir den ofte identifisert som S. aureus på laboratoriet, som kan maskere forekomsten blant humane isolater (18). Det er ikke mulig å skille S.
pseudintermedius fra andre medlemmer i SIG med fenotypiske metoder (17). Feildiganostikk med påfølgende underrapportering av MRSP forekomst hos mennesker er mistenkt, da
diagnostikken fort kan føre til feilaktig identifisering av mikroben som S. aureus eller CoNS på rutinelabratorier. Artsdiagnostikk etter MALDI-TOF-MS metode gir sikrere identifikasjon av SIG og S. aureus, men sensitivitetet og spesifistet mellom S. intermedius og S.
pseudintermedius er noe varierende (22).
Artstyping
MLST (multi locus sequence typing) identifiserer en sekvenstype (ST), og er den mest anvendte metoden for identifiseringen av ST71 i Europa og ST68 i Nord-Amerika (1, 17).
eBURST V3 brukes for å vise evolusjonære mønster fra MLST analyser, der klonale komplekser (CC) organiseres etter ST-grupper som deler minst seks identiske alleler, med utgansgpunkt i stammer med flest antall locusvcarianter (1). Stafylokokk protein A (Spa)- brukes for hurtig typing av MRSP med god presisjon (17). MRSP identifiseres oftest med multiplex PCR av SCCmec genet (17), eller SCCmec gentyping (22).
Resistenstesting
Disk-diffusjon og «broth microdilution tests» er de mest anvendte fenotypiske metodene for antibiotika resistenstesting, der oxacillin eller cefoxitin brukes som screeningsagens for methicillin-resistens, da cefoxitin er vist å gi for mange falskt-negative prøver ved undersøkelse av humane isoalter (22). PBP2a latex agglutinering er heller ikke egnet for diagnostikk, da denne er vist å gi falskt positive prøvesvar (22).
Vertsspesifisitet
S. pseudintermedius er en del av hundens normalflora og kan isoleres fra hud, slimhinne, nesebor, munn, svelg, panne, anus og lyske hos friske individer (18). Den utgjør omtrent 90%
av stafylokokker isolert fra hunder, med bærerskapsrater opp mot 92%, der forekomsten er vist å variere mellom land og studiedesign, men med en generell frekvens for bærerskap som overstiger S. aureus blant mennesker (17).
S. pseudintermedius er assosiert med hud og bløtdelsinfeksjoner, men kan gi et variert klinisk bilde hos hunder (22). De sikreste stedene for isolering er vist å være perineum og oral slimhinne. En hund kan bære på to til fire ulike stammer på ulike lokalisasjoner, som er i stor kontrast til S. aureus bærerskap hos mennesker, der kolonisering primært er av samme
stamme (17). Det ser ut som det er en link mellom kolonisering og infeksjon hos hund, der de samme stammene isoleres fra infeksjonstilfeller (17). Hunder med atopisk eksem er vist å ha høyere bærerfrekvens enn friske hunder (17). Det er sett at tidligere klinikkinnleggelse og/eller antibiotikabehandling av dyr i forkant av isolering var assosiert med MRSP kolonisering (18).
Mennesker er også vist å kunne koloniseres og blir midlertidige bærere eller infisert (18).
Det foreligger data som kan tyde på at humane MRSP isolater har et større virulenspotensial enn MRSP fra øvrige verter (23). Eiere til hunder med dyp pyodermi er sett å ha høyere forekomst av S. pseudintermedius bærerskap. Høy forekomst av bærerskap er også sett hos ansatte på dyreklinikker (18). MRSP kolonisering av mennesker ser ut til å være kortvarig, med varierende rater fra 0,4% til 7,9% (18). Identifiserte risikofaktorer for infeksjon hos menneske er immunsuppresjon, høy alder og post-operative pasienter hvor det så langt ikke er påvist sikker smitte fra mennenske-til-mennenske (22).
Metode
I denne studien har det blitt gjort søk i relevante databaser etter artikler med relevant kunnskap knyttet til S. Pseudintermedius og problemstillingen, og disse har blitt gjennomgått. Publisert litteratur med tilgjengelig fulltekst fra både human- og veterinærmedisin ble inkludert. Søkene inkluderte engelske, nordiske og franske publikasjoner tilgjengelig i søksperioden desember 2020 til januar 2021.
Det ble gjort en firedelt søksstrategi for å dekke studiens problemstilling:
1. Publiserte tilfeller av humane infeksjoner forårsaket av S. pseudintermedius For å kartlegge publiserte tilfeller av infeksjoner hos mennesker ble et søk i databasen PubMed utført (09.12.2020), med søkeordene «pseudintermedius + human + case» uten datorestriksjon for å dekke alle publiserte tilfeller. Søket ga 33 treff, hvor 17 ble inkludert.
Inklujson krevde human infeksjon av S. pseudintermedius. Infeksjoner forårsaket av S.
intermedius eller andre mikrober ble ekskludert, samt infeksjoner av S. pseudintermedius hos ikke-humane verter. Nytt søk med søkeordene «pseudintermedius + zoonosis» ga 48 treff hvor kun 1 treff ikke var duplikat og møtte inklusjonskriteriene om human infeksjon av S.
pseudintermedius. Her ble infeksjoner forårsaket av S. intermedius eller andre mikrober ekskludert, samt infeksjoner av S. pseudintermedius hos ikke-humane verter.
Dataekstraksjon og gjennomgangsstrategi: En database i excel ble opprettet for å kartlegge humane infeksjoner etter sykdom, utgivelsesår, nasjonalitet, alder, kjønn, år for
prøveinnsanking, infeksjon, komorbiditet, immunstatus, dyreeksponering, MRSP forekomst og polymikrobiell kultur. Sykdom ble organisert i større sykdomsgrupper. Statistiske analyser ble vurdert som lite hensiktsmessig ettersom datagrunnalget ikke er representativt for den generelle befolkning. Casene er sortert etter året infeksjon fant sted, ikke publikasjonsår til artikkel. Summert data foreligger i tabell 2.
2. Prevalens av MRSP i den norske hundepopulasjonen
Det ble gjort et søk i databasen PubMed (15.12.2020) med søkeordene «MRSP + prevalence + dog», uten inklusjonsrestriksjoner for studiedesign eller studiestørrelse. Søket ga 52 treff, hvorav 26 publikasjoner ble inkludert. MRSP-forekomst som ikke angikk hunder og studier fra før 2015 ble ekskludert, ettersom nyere data hadde størst relevans for nyere tids situasjon.
Alle rappporter fra NORM-VET ble inkludert etter kjennskap til deres nasjonale overvåkning av resistens.
Dataekstraksjon og gjennomgangsstrategi: En database i excel ble opprettet for å kartlegge MRSP prevalens etter publikasjonsår, år for prøveinnhenting, deltakere i studien, MRSP prevalens og nasjonalitet. Summert data foreligger i tabeller 3-6.
3. Kjente virulensfaktorer for S. pseudintermedius
Det ble gjort et søk i databasen PubMed (13.01.2020) med søkeordene «pseudintermedius + virulence», avgrenset til publikasjoner de siste 10 år. Inklusjonskriteriene var studier av forekommende virulensgener hos S. pseudintermedius, og funn tilknyttet deres funksjon.
Studier som kun rapporterte forekomst alene av virulensgener i ulike populasjoner uten videre tilknytning til patofysiologi ble ekskludert. Søket ga 96 treff, hvorav 49 ble inkludert.
Dataekstraksjon og gjennomgangsstrategi: Data ble organisert i fem funksjonelle grupper, bestående av enzymer, genetiske regulatorer, celleveggassosierte proteiner, toksiner og proteaser, med rom for utvidelse av antallet grupper avhengig av resultater.
4. MRSP og horisontal utveksling av resistensgener
Det ble gjennomført PICO-søk i databasene PubMed og Google Scholar (04.01.2021) med søkeordene «MRSP + mobile genetic + resistance» og «MRSP + horisontal + gene transfer».
Studier av genoverføring knyttet til resistens hos S. pseudintermedius ble inkludert, med avgrensning til de siste 10 år . Studier av horisontal genoverføring som ikke sees hos stafylokokker ble ekskludert, sammen med studier av prevalens til ressitensgener og behandling av MRSP. Søket i pubmed ga 10 treff, hvorav syv ble inkludert. Søk i Google Scholar ga 71 treff, men ingen publikasjoner møtte kriteriene.
Dataekstraksjon og gjennomgangsstrategi: Innhentet informasjon ble organisert etter relevant kunnskap knyttet til overføring av SCC, hva som er kjent for ervervelse for MDR MRSP og hva som er kjent for generelle mekanismer for genutveksling etter prinsippene tranduksjon, konjugasjon og transformasjon.
PICO ELEMENT NØKKELORD SØKEORD
P (populasjon) MRSP MRSP
I (intervensjon) Overfører resistensgener til andre bakterier horisontalt.
Mobile , gene, genetic, transfer, horisontal.
C (sammenligning) Overfører ikke resistensgener til andre bakterier horisontalt.
O (utfall) Fører til spreding av resistensgener for antibiotika. Resistance
Resultat
Dokumenterte tilfeller av human infeksjon
Publikasjoner: 46 individuelle pasientrapporter ble identifisert, fra første til siste publiserte tilfelle tilsvarende tidsperioden 2006 til 2020. Det ble sett en økende trend i antall publiserte tilfeller i senere tid. 65% av de dokumenterte tilfellene er beskrevet fra Nord-Amerika, 33% i Europa og 2% fra det asiatiske kontinent. Ingen publiserte tilfeller foreligger fra det
australske-, sør-amerikanske- eller afrikanske kontinent per 2020.
Kjønn og alder: Prosentandelen for mannlige pasienter var 59%, kvinnelige 32% og 9% har ikke kjønn oppgitt. Gjennomsnittsalderen var 56 år, med en median på 59 år. Disse
beregningene er basert på 41 av 46 tilfeller hvor alder ble oppgitt. Fem av 46 tilfeller har ikke oppgitt alder.
Diagnoser: 61% av infeksjonssykdommene presenterte seg som hud- og bløtdelsinfeksjoner (HBI). Videre utgjorde gruppen som oppsøkte helsevesenet med bakteriemi og/eller sepsis 15%. Rhinosinusitt utgjorde 11% av alle inkluderte tilfeller. Utover dette var det
enkelttilfeller av pneumoni, otitis externa, proteseinfeksjon, epidural abscess, peritonitt, endocarditt og kardiell abscess sett i relasjon til ICD. Samlet var 17% av alle tilfellene sett i sammenheng med fremmedlegemer som utgangspunkt for infeksjonen. Ytterligere detaljer om hver case foreligger i tabell 2.
Komorbiditet: Av 46 infeksjoner fantes det opplysninger om komorbiditet i 38 av tilfellene (83%). Det manglet derimot opplysninger om dette i åtte tilfeller (17%). Komorbide tilstander med en prosentandel over 5% var følgende: Nevropati 7%, lungesykdom 7%,
organtransplantasjon 7%, nyresykdom 9%, gastrointestinal sykdom 11%, muskel- og skjelettsykdommer 20%, hvorav artrose utgjorde 13% av alle caser. Kreftdiagnoser
forekommer hos 20% av pasientene. Diabetes mellitus sees hos 24% av pasientene. Hjerte- og karsykdom forelå hos 46% av pasientene. Pasienter som tidligere hadde vært gjennom kirurgi var 17%. Ytterligere detaljer i tabell 1.
Immunstatus: Det var totalt 28 av pasienttilfellene som ikke oppga opplsyninger om immunstatus (61%). Pasienter som framstod med normalt immunforsvar var syv tilfeller (15%). Pasienter med tydelig redusert immunforsvar tilsvarte 11 av tilfellene (24%).
Dyreeksponering: 41% (19 /46) av pasientene hadde dokumentert dyreeksponering, hovedsaklig hund. 9% (4/46) hadde dokumentert fravær av dyreeksponering. Det var ikke mulig å oppdrive informasjon om dyreeksponering i 50% (23/46) av tilfellene.
MRSP: Forekomsten av MRSP blant pasienttilfellene var 24% (11/46). MSSP var 65%
(30/46) og 11% (5/46) hadde ikke oppgitt infomasjon om resistens knyttet til identifiseringen
av S. pseudintermedius i sitt prøvemateriale. Av renkulturer utgjorde MRSP fem av 19 isolater (35,7%).
Polymikrobielle prøver: Det forelå oppvekst av én eller flere bakterier fra samme
prøvemateriale i 52% (24/46) av tilfellene. Renkultur forekom i 41% (19/46) av tilfellene, og 7% (3/46) hadde ingen informasjon om dyrkningsfunn utover S. pseudintermedius.
Stor variasjon i tilgjengelig informasjon blant ulike pasienttilfeller medfører mangelfulle data, og mye usikkerhet.
Det foreligger flere tilfeller av humane infeksjoner forårsaket av SIG eller S. intermedius før nyere diagnostiske metoder ble tilgjengelige for sikker S. pseudintermedius identifisering, og er dermed ikke inkludert i dette datasettet.
Figur 1: Land med rapportert forekomst av humane MRSP tilfeller fram til 2020 (https://mapchart.net/world.html)
Figur 2: Publiserte tilfeller av S. pseudintermedius infeksjoner etter ant. Publikasjoner/ år i perioden 2000 til 2020.
01 23 45
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Antall publikasjoner
År
PUBLIKASJONER
Figur 3: Forekomsten av ulike diagnoser forårsaket av human S. pseudintermedius infeksjon etter rapportert forekomst fra første tilfelle i 2006 fram til 2020.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Hud- og bløtdelsinfeksjonBakteriemi/sepsisFremmedlegeme RhinosinusittPneumoni ProteseinfeksjonOtitis externa Epidural abscessEndocardittPeritonitt Kardiell Abscess
Antall
Diagnoser
DIAGNOSER
UTGITT (ref)
CA SE
ALDER OG KJØNN
LAND ÅR INFEKSJON DIAGNOSE KOMORBIDITET IMMUN-
STATUS Dyr (hund)
MRSP P.M.K PÅVISTE ARTER 2006 (24) 1 60 M M Belgia 2006 ICD-implantat Protese-infeksjon HT, hyperkolesterolemi,
prostatacancer. i.o. i.o. Nei i.o. i.o.
2010 (25) 2 i.o M Sveits 2009 Purulent sårinfeksjon Rhinosinusitt Nasopharyngeal kirurgi normal Ja Ja i.o. i.o.
2010 (26) 3 06 M Taiwan 2010 Kateter Bakteriemi Hemofili B normal Ja Nei i.o. i.o.
2011 (27) 4 70 K Frankrike 2011 ICD-relatert Endocarditt i.o. normal ja Nei Nei -
2014 (28) 5 61 M Sverige 2011 Kronisk leggsår, bulløs
hudinfeksjon HBI Diabetes mellitus, psoriasis,
gjentagende erysipelas episoder i.o. Nei Ja Nei -
6 82 M Sverige 2011 Kronisk leggsår, bulløs
hudinfeksjon HBI Diabetes mellitus, Kronisk
diabetisk fotsår i.o. Ja
(katt) Ja Ja Gr. G streptokokker 7 64 M Sverige 2011 Sepsis med pleural effusjon
og leversvikt Bakteriemi/
Sepsis Diabetes mellitus,
levertransplantert svekket Nei Ja Ja E. Faecium
8 75 K Sverige 2011 Infeksjon venøst sår HBI i.o. i.o. Nei Ja Nei -
2012 (29) 9 65 M Frankrike 2012 Samfunnservervet pneumoni Pneumoni Småcellet lungekarsinom
metastasert til lever og binyrer. svekket Ja
(katt) i.o Ja Pasturella dagmatis 2013 (30) 10 65 M Italia 2013 Periumbilical hudinfeksjon HBI Kronisk lymfoblastisk leukemi,
BMT i 2010. GvHD. Svekket Ja (+
kuer) Ja nei -
2016 (31) 11 42 M USA, CA 2010-
2015 Purulent sårinfeksjon Rhinosinusitt HT, sarkoidose, Sinuskirurgi x4 Svekket Ja Ja Ja Klebsiella pneumoniae
12 36 K USA, CA Purulent, post operativ
sårinfeksjon Rhinosinusitt Non-Hodgin lymfom, BMT, hypo- gammaglobulinemi, sinuskirurgi x4
Svekket Ja i.o. Ja S. aureus
13 52 M USA, CA Purulent sårinfeksjon Rhinosinusitt Astma, mistenkt Crohns sykdom,
sinuskirurgi x9 Svekket Ja Ja Ja Proteus mirabilis,
Klebsiella oxytoca, achromobacter xylosoxidans, E. coli, H. influenzae, S. aureus.
14 42 M USA, CA Purulent sårinfeksjon Rhinosinusitt AERD, astma, HT, GØRS,
sinuskirurgi x3 Normal Ja Nei Nei -
2015 (32) 15 78 M USA, OH 2015 Blodfylte blemmer på
venstre fot. HBI Diabetes mellitus, perifer
nevropati. Normal i.o. i.o. Ja E. faecalis, Proteus
vulgaris, S. aureus.
2016 (33) 16 63 K Canada 2013-
2015 Hudinfeksjon nakke HBI Lymfom, kronisk hjertesvikt, HT i.o. i.o. Nei Ja GPB
17 59 M Canada Hudinfeksjon ve. ben HBI Perifer karsykdom (venøs stase) i.o. i.o. Nei Ja Gr. C streptokokker,
acinetobacter baumani, CoNS
18 59 M Canada Umbilical hudinfeksjon HBI i.o. i.o. i.o. Nei Ja CoNS, S. viridans
19 53 M Canada Sårinfeksjon av fistel,
bakteriemi HBI + bakteriemi ESRD (hemodialyse), lymfødem,
røyker i.o. i.o. Nei Ja S. aureus
20 34 M Canada Sårinfeksjon fra hundebitt HBI i.o. i.o. i.o. Nei Ja Pasturella multocida,
CoNS
21 54 M Canada Abscess over sternum HBI Diabetes mellitus, koronarsykdom,
artritt, thorax-kirurgi i.o. i.o. Nei Ja CoNS, P. Acnes
22 65 M Canada Hudinfeksjon hø. kne HBI G.I. blødning i.o. i.o. Nei Nei -
23 61 M Canada Hudinfeksjon ve. ben HBI i.o. i.o. i.o. Nei Ja Enterococcus spp.
24 67 M Canada Hudinfeksjon hø. fot HBI Diabetes mellitus,
Perifer karsykdom (stentet), røyker
i.o. i.o. Nei Ja S. hugdensis
25 40 M Canada Hudinfeksjon HBI i.o. i.o. i.o. Nei Ja GNEB,
aerococcus viridans
26 49 M Canada Hudinfeksjon ve. fot HBI Diabetes mellitus. Infeksjoner i
høyre fot. i.o. i.o. Nei Nei -
27 82 M Canada Hudinfeksjon hø. fot HBI Atrieflimmer, DVT, fedme i.o. i.o. Ja Ja CoNS
28 74 K Canada Hudinfeksjon ve. Fot HBI Slag, RA, osteoporose. i.o. i.o. Nei Ja Gr. B streptokokker
S. aureus
29 80 K Canada Infeksjon i kneprotese Protese-infeksjon Diabetes mellitus,
nyretransplantert, artritt, hø. Total kneprotese
Svekket i.o. Ja Nei -
30 74 K Canada Hudinfeksjon, hø. Kne HBI Diabetes mellitus, Afli, HT, perifer
karsykdom, G.I. Blødning, kronisk smerte, ESRD.
i.o. i.o. Nei Ja GNEB
31 67 K Canada Hudinfeksjon ve. Ben HBI Artrose i.o. i.o. Ja Nei -
32 56 K Canada Hudinfeksjon hø. ben HBI Artrose i.o. i.o. Nei Nei -
33 67 K Canada Hudinfeksjon hø. Ben HBI Diabetes mellitus, KOLS, perifer
karsykdom, koronarsykdom, HT, artirtt, RA, slag.
i.o. i.o. nei Ja S. aureus
34 52 M Canada Infeksjon av ytre øre. Otitis externa Dyslipidemi i.o. i.o. nei Ja Gr. B streptokokker
35 58 K Canada Infeksjon av diabetisk sår
ve. Hæl. HBI Diabetes mellitus, fedme, HT,
nervopati i.o. i.o. nei Ja S. anginosus,
E. faecalis
2017 (34) 36 i.o Spania 2014-
2015 Operasjonssår Sårinfeksjon i.o. i.o. Nei Nei Ja E. coli
37 i.o Spania Cellulitt, ve. Ben. HBI i.o. i.o. Ja Nei Nei -
38 i.o Spania Eksudat fra negl HBI Cancer, uspesifisert svekket Ja Nei Nei -
39 i.o Spania Infeksjon av fotsår HBI i.o. svekket Ja Nei Nei -
2017 (35) 40 60 K UK, Eng. 2017 Epidural abscess i 15 år
gammelt implantat Dyp abscess Artrose, spinalfraksjon C5/C6,
PBC. i.o. i.o. i.o nei -
2017 (36) 41 47 M UK, Sko. 2017 Hudinfeksjon HBI i.o. normal Ja Nei Ja C. pefringes
2020 (37) 42 47 K Canada 2018 Sepsis og vedvarende
bakteriemi Bakteriemi/
sepsis Rektal cancer, spredning til lever
og lymfeknuter. svekket Ja i.o Nei -
2020 (38) 43 4mnd M Canada 2018 Bakteriemi via hud. Bakteriemi/
sepsis Adrenalt nevroblastom Svekket ja Nei Nei -
2019 (39) 44 36 K USA, FL 2019 Sepsis, via kateter Bakteriemi/
sepsis. CKD stadie 3 (3 mislykkede nyre-
transplantasjoner), Hemodialyse siste 5 år.
i.o. Ja Nei Nei -
2020 (40) 45 41 M USA, OH 2020 Bakteriemi via TIVAP Bakteriemi/
sepsis. Peritonealt pseudo-myxom (kirurgi 1 år i forkant).
«Short Bowel syndrom» m/ TIVAP behandling.
Normal Ja Nei Nei -
2020 (41) 46 39 K USA, OH 2020 Peritonitt peritoneal dialyse Peritonitt CKD stadie 5. i.o. Ja Nei Nei -
AERD = Aspirin asserted respiraratory disease, Afli = atrieflimmer, BMT = benmargstransplantasjon, CA = California, CKD = kronisk nyresvikt, CoNS = Koagulase negative stafylokokker, DVT = dyp venetrombose, Eng = England, ESRD = End stage renal disease, FL = Florida, G.I = Gastro intestinal, GNEB = gram negativ enterobacilli, GPB = gram positiv bakterie.Gr = Gruppe, GvHD = Graft-versus-host disease, GØRS = Gastroøsofageal refluks, HBI = Hud- og bløtdelsinfeksjoner, HT = hypertensjon, Hø = høyre, i.o. = ikke oppgitt, I.S. = immunstatus, K = kvinne, KOLS = Kronisk obstruktiv lungesykdom, M = mann, Mnd = måneder, OH = Ohio, Pas. = pasient, PBC = brimær biliær kolangitt, Ref = referanse, RA = revmatoid artritt, Sko = Skotland, SPP = art, TIVAP = totally implantable venous access port. UK = storbrittania, USA = De forente amerikanske stater, Ve = venstre.
Tabell 2: Publiserte tilfeller av human infeksjon forårsaket av S. pseudintermedius i fra første kjente tilfelle i 2006 til 2020
MRSP forekomst i Norge
NORM-VET 2019: Det ble mellom 2017 og 2018 samlet inn 157 isolater av S.
pseudintermedius fra kliniske infeksjoner hos hunder. Syv isolater (4, 5%) ble identifisert som MRSP ved identifisering av mecA PCR undersøkelse. Utover dette var 17,2% av alle de kliniske isolatene sensitive overfor alle antibiotika inkludert i resistenstestingen. Vanligst var resistens mot benzylpenicillin, sulfametoxazol, tetrasyklin og fusidinsyre. Resistens hos de kliniske isolatene forekommer hyppigere sammenlignet med resistens hos hunder som er bærere, der antall bærere og varighet ikke er oppgitt. Det ble også observert at isolatene fra kliniske prøver hadde høyere andel av resistens mot to eller flere antibiotika klasser, mens isolatene fra bærere bare viste resistens mot en antibiotikagruppe. Det foreligger kun opplysninger om MRSP forekosmt i seks av 21 NORM-VET rapporter, der forekomsten generelt er lav eller fraværende.
Fra 1. juni 2019 ble MRSP inkludert blant meldepliktige bakterieinfeksjoner til Mattilsynet for å sikre bedre overvåkning av spesifikke resistensmekanismer i den norske
dyrepopulasjonen, som fra før overvåket MRSA, ESC, ESBL, COL-R, QRE, CPE, VRE og linezolid resistente E. faecium og E. faecalis. Det ble i 2019 meldt inn totalt 33 tilfeller til Mattilsynet, hvor tre prøver manglet identifikasjon og ble ekskludert fra rapporten. MRSP utgjorde dette år 20% av meldte tilfeller, hvorav ett tilefelle var isoler fra katt og fem isolater med canine opphav (42-62).
Tabell 3: Tall hentet fra NORM-VET rapporter over MRSP forekosmt fra dyr og human MRSA forekosmt i Norge fra 1995- 2019 til sammenligning. Gult indikerer år hvor MRSP-tall fremgår. (42-62)
MRSP prevalens i Norge: Første norske epidemiologiske prevalensstudiet av MRSP ble utført i 2013 og publisert i 2015 av Kjellmann et al., der 189 friske hunder fra hele landet fra ulike hushold ble inkludert. MRSP bærerskap tilsvarte 2,6%. Følgende MRSP sekvenstyper ble identifisert: ett isolat tilhørte ST306, to isolater tilhørte ST71 og to isolater tilhørte ST252 (19). Studien konkluderte med at MRSP sirkulerer blant friske hunder i Norge, men det er ukjent om de er kolonisert eller kortvarige bærere. ST71 viste seg også i denne studien å være
ÅR 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 MRSP i.o 2 i.o i.o i.o i.o 1 i.o i.o i.o i.o i.o 7 MRSA 594 653 816 912 1059 1210 1482 1867 2233 2538 2292 2301 2444 Infeksjon 342 348 414 431 563 575 659 832 785 887 763 905 945 Kolonisering 252 304 402 481 496 635 823 1035 1448 1651 1529 1631 1499 ÅR 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
MRSP i.o i.o i.o i.o 0 0 i.o i.o i.o 0 i.o i.o
MRSA total 22 16 25 62 88 67 121 143 214 219 457 603 Infeksjon 22 16 25 62 88 67 121 143 214 219 260 333
Kolonisering - - - - - - - - - - 197 270
mer resistent sammenlignet med øvrige typer, spesielt med henblikk på ciprofloxacin og gentamicin. I det samme studiet ble totalt 49 MRSP isolater fra 49 hunder med infeksjon undersøkt, men ikke inkludert i prevalensstudiet, hvor det totalt sett var MRSP ST258, ST71 og ST252 som var de hyppigst forekommende, og man kunne identifisere både bærere og infiserte hunder med samme MRSP ST variant i samme geografiske område, som antyder på lokal spredning av MRSP (19). Søkestrategien førte til utelatelse av to norske studier knyttet til MRSP, Norström et al. (2009) og Osland et al. (2012). Ingen av de utelatte norske studiene som ble utelatt grunnet kriterier for publikasjonsdato innen siste 10 år, var større
prevalensstudier slik som Kjellman et al. utførte og dermed ikke direkte relevante.
Det er stor variasjon i forekomsten til MRSP globalt, med ulik studiedesign og seleksjon. Det er gjort større studier basert på publiserte tilfeller, og retrospektive studier gjort i enkelte land, men det er få nasjonale prevalensstudier tilgjengelig.
MRSP prevalens syke hunder 2015-2020
Forfatter Publ Sanking Studie Prevalens Land
Van Damme et al. (63) 2020 2014-2019 237 isolater. Retrospektivt studie. 8% Nederland
Tabatabei et al. (64) 2019 2012-2013 49 hundeprøver 22,4% Iran
Worthing et al. (65) 2018 2013 669 isolater, flere dyrearter 11,5 Australia Park et al. (66) 2018 2010-2016 110 S. pseudintermedius isolater 62,7% Sør-Korea
Ventrella et al. (67) 2017 2011-2014 175 hunder 33% Italia
Grönthal et al. (68) 2017 2011-2015 1958 isolater (321 isolater = MDR) 14% Finland
Ruzauskas et al. (69) 2016 i.o. 250 hunder 29,4% Litauen
Pires Dos Santos et al. (1) 2016 2006-2016 1428 isolater. Systematisk
litteraturstudie siste 10 år. 76% Global Marques et al. (70) 2016 2012-2013 22 256 isolater fra hund og katt med
UVI.
14 Europeiske deltakerland.
Nord-Europa:
Resterende land: 0-1,15%,
>8%
Europa
Duim et al. (71) 2016 2004-2013 9803 MSSP og 478 MRSP isolater. 7% Nederland Couto et al. (72) 2016 199-2014 632 isolater, hvorav 537 var canine. 8,7% Portugal
Chanchaithong et al. (73) 2016 2010 41 hunder 17% Thailand
Iverson et al. (74) 2015 2012 145 pattedyr, hvorav 71 var canine 3% USA
Grönthal et al. (75) 2015 2014 132 hunder 3% Finland
Forkortelser: Publ= Publisert, i.o. = ikke oppgitt.
Tabell 4: Prevalens MRSP i studier basert på hunder med kliniske symptomer fra 2015-2020
Tabell 5: Prevalens av MRSP i studier basert på hunder uten symptomer fra 2015-2020.
Tabell 6: Prevalens av MRSP i studier på hunder med og uten symptomer fra 2015 til 2020.
MRSP prevalens friske hunder 2015-2020
Forfatter År Sanking Studie Prevalens Land
Ma et al. (76) 2020 2016-2018 383 dyr (303 hunder, 80 katter) 0% Australia
Börjesson et al. (77) 2020 2017-2018 325 hunder 0% Sverige
Han et al. (78) 2018 2013-2014 119 nasale canine prøver 16,8% Sør-Korea
Bean et al. (79) 2016 2015 117 hunder 0,4% Australia
Kjellman et al. (19) 2015 2013 189 hunder 2,6% Norge
Forkortelser: Publ= Publisert, i.o. = ikke oppgitt.
MRSP prevlens kombo friske og syke hunder 2015-2020
Forfatter År Sanking Studie Prev. Land
Nakaminami et al. (80) 2020 2014 Nasale canine isolater: 107
Isolater fra canine pyoderma: 110 31,6%
34,1% Japan
Menandro et al. (81) 2019 2014-2019 237 hunder 8% Italia
Saab et al. (82) 2018 2013-2014 556 hunder 5,8% Canada
Worthing et al. (83) 2018 2015-2017
2017 151 hunder (ikke-veterinæreide, på sykehus)
79 veterinæreide hunder
7% 8% Australia
Duim et al. (84) 2018 2014 234 hunder (16 friske, 190 syke) 7,6% Sri-Lanka Ishihara et al. (85) 2016 2008 292 hunder totalt.
225 hundepasienter 35 blodgiverhunder 13 veterinær eide 19 friske hunder
10,2%
42,9%
38,5%
0%
Japan
Beever et al. (86) 2015 2003-2012 14 555 0,7% Storbritannia
Forkortelser: Publ.= Publisert, Prev. = prevalens, i.o. = ikke oppgitt
Virulens og patogenitet
Ulike ST-grupper har vist å uttrykke forskjellige virulensgener, med resulterende ulikt patogenitetspotensiale. Tross stor variasjon i forekomst og ekspresjon av virulensgener forekommer likevel enkelte «kjernegener» med antatt betydning for bakteriens virulens, som grovt kan deles inn i fem store funksjonelle grupper, bestående av enzymer, genetiske
regulatorer, celleveggassosierte proteiner (CWA), toksiner og proteaser (87). Toksinene er på generelt grunnlag antatt å bidra til kolonisering, invadering, degradrering av vertsvev, samt modulering av vertens immunforsvar (18).
I en studie hvor man ønsket å kartlegge hvilke faktorer som gir S. pseudintermedius evnen til å kolonisere humane korneocytter ble ingen forskjell sett i koloniseringsevnen mellom
isolater hentet fra hund kontra menneske. Bakterien ser ut til å kunne hemme veksten av andre bakterier tilknyttet hudens normalflora i humane tilfeller, som vil gi et konkurransefortrinn dersom dette er en generell egenskap for mikroben (88). Det er ikke registrert noen økt forekomst av kjente virulensgener hos MDR stammer og ikke-MDR stammer, og det er heller ikke observert økt virulens ved MDR infeksjoner blant dyr ut i fra rapportert klinikk (89).
Enzymer
Bakterien danner en rekke ulike enzymer, blant annet proteaser, clumping factor A, thermonuclease, koagulase (17), DNase og lipase (90)
Koagulase
S. pseudintermedius danner koagulase gjennom genet coa. S. aureus har størst grad av likhet ved sammenligning, med 40% proteinhomologi. Koagulering skjer trolig ved aktivering av prothrombin uten protelytisk splitting, som danner stafylotrombin, som direkte initsierer koagulering gjennom aktivering av fibrin. Dette nettverk av fibrin beskytter mikroben mot gjenkjennelse fra vertens immunforsvar, som tilrettelegger for multiplisering og
kolonidannelse. (91). Koagulasen viser også tegn til å kunne deponere fibrin i lokalmiljøet med mulighet for tilsvarende immunevasjon for koagulase negative bakterier i lokalmiljøet Det binder videre komplement C3 og canine IgG, uten sikker human analogi (91).
Koagulasen kan hemme fagocytose, trolig ved å danne et kompleks mellom opsoniserende antistoff, komplement og fibrinogen, som også bidrar til immunevasjon (91).
SadA
Er en aromatisk aminosyre dekarboksylase som forekommer blant flere stafylokokker, og er assosiert med økt evne til internalisering, ved dannelse av dopamin og serotonin. Forekomst av tryptamin, adrenalin og serotonin har vist å føre til en signifikant økning av internalisering
gjennom to ulike mekanismer knyttet til α2-adrenerge reseptorer og 5-HT reseptorer. Den samlede effekten til SadA antas å være økt virulenspotensial (92).
Toksiner
Bakterien danner flere ulike toksiner som kan kategoriseres som cytotoksiner, eksfoliative toksiner og enterotoksiner (superantigener) (17). Fire eksfoliative toksiner er identifisert, siet, septa, expA og expB (17, 87). I kategorien cytotoksiner forekommer α-hemolysin, β-
hemolysin, Luk-I og BacSp222 (17, 93). Av supernatigener har bakterien vist å kunne danne proteiner som kryssbinder antistoff mot stafylokokk-supernatigenene SEA, SEB, SEC, SED og TSST-1(90). SEA, SEB, SEC, SE-int og SECcanine har hyppig forekomst hos S.
pseudintermedius, men deres rolle i patogenesen anses som lav, da forekomsten i isolater hentet fra syke versus friske hunder ikke viste noen forskjell (94).
Leukocidin
Luk-I består av to deler, en S-del (slow), LukS-I, og en F-del (fast), LukF-I. S-komponenten binder til vertscellens celleoverflate, og rekrutterer F-komponenten som danner en pore i vertens plasmamembran og destabiliserer og lyserer canine polymorfonukleære leukocytter (PMN). Dette gir bakterien immunevasive egenskaper overfor vertens innate immunforsvar (95). Så langt er cytotoksisk effekt kun dokumentert overfor PMNs og reseptoren er ikke kjent (96). Det kan se ut som om celledrap er mediert via CXCR2 reseptoren på immunceller, som tilsvarer LukED hos S. aureus (96), hvilket forklarer Luk-I sin manglende effekt på ikke- profesjonelle fagocytiske celler (NPPc). CXCR2 mellom menneske og hund har en homologi på 75% (96). Det er indikasjon for at cytotoksisteteten til S. pseudintermedius skyldes virulensfaktorer som er sekrert, da supernatant har cytotoksisk effekt på NPPc. Det
konkluderes med cytotoksisteten skyldes toksinaktivtet i både intra- og ekstracellulært miljø avhengig av bakteriens plassering, samt CXCR2 selektivt drap av leukocytter forårsaket av Luk-I (96). Prevalensen av de ulike toksingenene er ikke kjent, men flere studier peker på at Luk S-I, Luk F-I og SIET generelt har høy prevalens, og dermed antatt økt betydning (97).
Luk-I har store liketstrekk med Panton-Valentin leukocidin (PVL) hos S. aureus, og det er sett forekomst av PVL gen i S. pseudintermedius isolater, ett fra hund og ett fra menneske, men forekomsten er lav (88).
BacSp222
Et unikt peptid uten noen signifikant likhet med andre kjente sekvenser (93). Ved lav konsentrasjon har den bakteriocid effekt, mens høyere doser gir en cytotoksisk effekt på vertscellen. Mekanismen er ukjent, men målinger tyder på at den utøver stor
membrandestruksjon, framfor små membranporedannelse. Peptidet er også vist å kunne
modulere NO produksjon i vertsceller gjennom iNOS, med en immusuppresiv effekt gjennom redusert virkning på leukocytt infiltrasjon, proliferasjon, COX aktivitet og cytokin signalering (93).
SpEX
Et toksin som er vist å ha felles egenskaper med SSLs og SEIX, kjente virulensfaktorer hos S.
aureus. SpEX ser ut til å binde C5 komplement og hindrer dermed vertens evne til å drepe mikroben gjennom lysering. Toksinet destruerer canine polymorfonukleære leukocytter og monocytter. Den er vist å kunne hemme migrering av nøytrofile granulocytter (98).
Sialidase
Toksin kodes av genet nanB, og er antatt å spille en viktig rolle for bakteriens evne til å erverve karbohydrat (87).
Toksin-antitoksin system
Det er vist høy forekomst av PemIKSa toksin-antitoksinsystem hos S. pseudintermedius, med tilsvarende system også funnet hos S. aureus og andre stafylokokker. Det var overraskende stor grad av heterogenitet blant PemIKsa1-SP stammene undersøkt blant S. pseudintermedius (99). PemIKSa1-SP toksin-antitoksin systemet førte til tap av toksisitet av PemIKSa1-SP toksinet og andre kognate toksiner, og er antatt å ha en autoregulerende funksjon der det regulatoriske proteinet degraderes under stressrespons, som gjør de øvrige toksinene aktive igjen (99). Genene forekommer både på plasmider og kromosomalt, og det er ikke kjent hvilken rolle dette har for funksjon på horisontal genoverføring eller simultane mekanismer relatert til virulens og andre parallelle cellulære funksjoner, men de antas å kunne legge til rette for co-evolusjon og seleksjon av genom- og toksin-spesifisitet (99).
Stafylokokk enterotoksin (supernatigener)
Det er identifisert 17 gener for Stafylokokk enterotoksin (SE), og i et studie av prevalensen til ulike SE gener fra isolater hentet fra hunder, mennesker og miljøet viste stor variasjon. Den hyppigst forekommende SE-varianten blant MRSP isolater var seq, sem og tst-1 (23). 11 SE gener fra humane MRSP isolater viste seg å ha signifikant hyppigere forkomst sammenlignet med MRSP isolater fra hund og miljø, som tyder på at isolasjonskilden til MRSP framfor klonal type indikerer risiko for høypatogen MRSP stamme (23). Det spekuleres i om årsaken til den høye frekvensen skyldes horisontal genoverføring via mobile genetiske elementer fra andre bakterier, særlig med henblikk på S. aureus og CoNS. Den generelle forekomsten av SE og deres rolle samt evne til horisontal genoverføring er ikke kjent, og er lite undersøkt (23). Seq var den hyppigst forekommente SE fra alle kilder i dette studiet, og er lokalisert til en bakteriofag eller til SaPI. Forekomst av SE er assosiert med immun evasjon da de fungerer
