Caracterización de la cepa W-135 en el mundo y la Región de las Américas Dr. Jean-Marc Gabastou Asesor Regional en Laboratorios de Salud Publica Coordinador SIREVA II &

Dra. Ana Belén Ibarz Investigadora Principal “Mejora de la vigilancia y caracterización de la enfermedad meningocóccica en América Latina y la región del Caribe”

Es nueva la cepa W135…? • Estados Unidos, años ´60… • Brote en un cuartel militar… • Investigación del caso en el Walter Reed Institute • Apareció un serogrupo distinto a los conocidos • La cepa en cuestión correspondió al número 135 del soldado de quien se aisló primero • El nuevo serogrupo pasó a ser conocido como el W135

Evans et al., 1968. Am J. Epidemiol. 87, 643-646

Distribución global de los serogrupos de la enfermedad menigocóccica

A

B C

Y

B C

B C W 135

A

W 135

W 135

A

B

W 135

W 135

C

A B C

B C Y

X Y

W 135

C Y

B C B

Adapted from Stephens DS. FEMS Microbiol Rev. 2007:31:3-14. 2. OPS/OMS, Informe Regional de SIREVA II: 2000-2005,2006 and 2007; Agudelo et al., Emerg.Infect Dis. 2008; 6 990-991; 4. Coulson et al., Emerg. Infect Dis, 2007;13:273-279; Weidlich et al., J. Infect, 2008;324-331; 6. Efron et al., J. Clin. Microbiol., 2009, in press; Gotteberg, et al., Clin Infect Dis., 2008;46:377-386; 8. Taha et al., The Lancet 2000;356:2159.

Expansión de la cepa W135 (Peregrinaje a la Mecca, 2000) Europa 2000 (peregrinos, contactos directos y casos no asociados) Total 90 Casos (mayoritariamente UK y FR) W135 15.6% CFR

2000 4 cases of W135 (pilgrims +contacts)

Casos aparecidos como consecuencia directa del peregrinaje

Casos aparecidos como consecuencia de la diseminación de la cepa

2001-2005 Burkina-Faso 55% W135 Peak incidence 146/100,000

W

2000 (Brote asociado al peregrinaje anual a la Mecca) >300 casos confirmados en Arabia Saudí 41% W135

2003-2005 (Rio Grande do Sul) 17.8% W135 2005-2008 (Manhiça) 1.54/100,000 88% W135 16.5/100,000) 2001 (La Plata) 2005 (Gauteng Province) 75% W135 2.99/100,000

W135:2a:P1.5,2:ST-11 W135:2a:P1.5:ST-11 W135:2a:P1.2:ST-11 W135:2a:NST:ST-11 W135:NT:P1.5, 2:ST-11 W135:NT:P1.2:ST-11 Weidlich L, et al. (2008) J Infect 57: 324-331., Von Gottberg A, et al. (2008). Clin Infect Dis 46: 377-386; Ibarz-Pavon AB, et al. (2011). PLoS One 6: e19717; Mayer LW,et al. (2002). J Infect Dis 185: 1596-1605.; Aguilera JF, 2002). Emerg Infect Dis 8: 761-767; Traore Y et al. (2006). Clin Infect Dis 43: 817-822; Efron AM et al. (2009) J Clin Microbiol 47: 1979-1980.; Popovic T, et al. (2000) Emerg Infect Dis 6: 428-429.

SIREVA II, Informes Regionales 2000-2010

Distribución Regional de los serogrupos Cono Sur (ARG, CHI, PAR, URU)

Distribución Nacional de los serogrupos Chile 2000-2011 (%)

Distribución Nacional de los serogrupos Chile 2000-2011 (numero de casos)

Distribución Nacional de los serogrupos Argentina 2000-2011 Numero de casos

Distribución Nacional de los serogrupos Brasil 2000-2011 Numero de casos

Perfil de la resistencia de W135 penicilina (Argentina 2011-Chile 2012)

Argentina 2011

Chile 2012

• Todas las cepas Chilenas de W135 son sensibles a: ceftriaxona/cefotaxima, cloranfenicol, rifampicina y ciprofloxacina • 3/73 cepas resistentes a ciprofloxacina en Argentina (2011) • W135:ST-11 • Mecanismo nuevo de resistencia

Factores de riesgo para el desarrollo de enfermedad meningocóccica Individuales

• FACTORES DE VULNERABILIDAD DEL PACIENTE • • • • • • • • •

Falta de inmunidad contra la cepa considerada Inmunodeficiencias (sistema de complemento) Ausencia de bazo Infección respiratoria reciente o co-infección viral respiratoria Problema de coagulación (hipoplaquetosis) Problemas metabólicos (diabetes, obesidad, etc) Antecedentes cardio-vasculares Insuficiencia renal Otros? Imrey PB, Jackson LA, Ludwinski PH, England AC, 3rd, Fella GA, et al. (1995) Meningococcal carriage, alcohol consumption, and campus bar patronage in a serogroup C meningococcal disease outbreak. J Clin Microbiol 33: 3133-3137. Kriz P, Bobak M, Kriz B (2000) Parental smoking, socioeconomic factors, and risk of invasive meningococcal disease in children: a population based case-control study. Arch Dis Child 83: 117-121. Stanwell-Smith RE, Stuart JM, Hughes AO, Robinson P, Griffin MB, et al. (1994) Smoking, the environment and meningococcal disease: a case control study. Epidemiol Infect 112: 315-328.

•

Vermont CL, de Groot R, Hazelzet JA (2002) Bench-to-bedside review: genetic influences on meningococcal disease. Crit Care 6: 60-65.

Factores de riesgo para el desarrollo de enfermedad meningocóccica Sociales, laborales y conductuales

SOCIALES y LABORALES • Circunstancias socio-económicas desfavorables • Exposición a la bacteria en situaciones que favorecen el desarrollo del estado de portación (e.g. personal educativo en guarderías y escuelas) • Accidentes laborales (laboratorio) • Contacto directo con un paciente de enfermedad meningocóccica • Hacinamiento
Residencia en colegios mayores
Cuarteles militares
Prisiones etc.

CONDUCTUALES • Frecuentar bares, discotecas y otros eventos sociales de gran afluencia • Exposición al humo del tabaco (directa e indirecta) • Promiscuidad

¿Qué define a una cepa hipervirulenta?

Maiden MC et al. (1998) Multilocus sequence typing: a portable approach to the identification of clones within populations of pathogenic microorganisms. Proc Natl Acad Sci U S A 95: 3140-3145 “We will use the term “hyper-virulent lineage” to describe strains with an increased capacity to cause disease”

“Se usará el termino de “clon hipervirulento” para describir cepas con mayor capacidad para causar la enfermedad”

¿Aplica para W135 o al complejo ST-11 esta definición?

Virulencia asociada con la cepa W135:2a:P1.5,2:ST-11 • “hypervirulent clone” • Se trata del clon ST-11 (epidemia de La Mecca, 2000) • ST-11 reconocido como hiperinvasivo

• W135:ST-11 Asociada con menincoccemia vs meningitis • ↗ severidad • ↗ letalidad

• Sintomatología respiratoria en adultos • Baja seroprevalencia => baja inmunidad natural => riesgo superior para las personas mayores • Baja inmunogenicidad del polisacárido W135 • Actúa de manera esporádica • Causa brotes (Europa)  situaciones hiperendémicas: e.g. UK • y epidemias (África)  carácter endémico => Suficiente para explicar esta inusitada tasa de letalidad?

Letalidad inusitada debida a la cepa W135 en Chile, 2012 Asociada con la virulencia del clon circulando únicamente ? • • • •

La misma cepa esta circulando en la Región Se observa un aumento global de los casos asociados con esta cepa Se convirtió en el serogrupo dominante en 2010 en Argentina Cepa aun globalmente sensible a los antibióticos

Con grupos de riesgos específicos? •

Factores de vulnerabilidad del paciente

Con la atención sanitaria ? • Acceso a los servicios de salud • Demoras en acudir a un centro sanitario • Dificultad en la identificación de los síntomas (comunas con muy coco casos) • Problema de manejo de casos • •

Atraso en la iniciación del tratamiento Manejo del choque séptico

Bajo número de casos, es significativa la alta tasa de letalidad ? => Abordaje integral

Caracterización de N. meningitidis Laboratorio Nacional de Referencia

• Confirmación de la especie • Confirmación/determinación del serogrupo Aglutinación con anticuerpos PCR • Serotipo/Serosubtipo • ELISA • Dot-Blot • Concentración inhibitoria mínima (CIM) • Caracterización molecular -PFGE -MLST

Caracterización de N. meningitidis Esfuerzos de armonización internacional

Caracterización fenotípica y genotípica de N. meningitidis Serogrupo, serotipo y serosubtipo

•Serogrupo: (polisacárido capsular): A, B, C, W135, Y, X •Serotipo: porB •Serosubtipo: porA

Caracterización fenotípica y genotípica de N. meningitidis Multilocus Sequence Typing

AbcZ

adk

Extracción de ADN de la bacteria

aroE

fumC

gdh

pdhC

pgm

PCR / secuenciación de 7 loci (housekeeping genes).

abcZ 2 2 7 2 2

adk aroE fumC 3 3 3 3 3

4 19 4 4 4

3 3 3 24 150

gdh pdhC 8 8 8 8 8

4 4 4 4 4

A cada secuencia se le asigna un número de alelo

pgm 6 6 6 6 40

ST-11 ST-50 ST-52 ST-67 ST-1270

Los 7 números correspondientes a los 7 genes forman el ´”sequence type” (ST) Los ST que comparten al menos 4 alelos con un ST central, se agrupan en un “Clonal Complex” (CC)

Caracterización fenotípica y genotípica de N. meningitidis Ventajas del uso de Multilocus Sequence Typing

•Evolución natural de los métodos predecesores (MLEE, PFGE) •Distingue cambios a nivel de ADN que no son aparentes en los esquemas clásicos •Reproducible sin ambigüedad •No es necesario el uso de organismos vivos Transporte y manipulación Dificultades para el cultivo •Resultados se pueden compartir y comparar fácilmente a través de Internet •Base de datos de referencia para la designación de alelos y perfiles genéticos (http://pubMLST.org) •Nomenclatura armonizada •Control de calidad indirecto

Caracterización fenotípica y genotípica de N. meningitidis La importancia del polisacárido capsular

Diferentes genotipos asociados con la misma cápsula

Serogrupo C ST-11

Serogrupo C ST-32

Serogrupo C ST-92

Recombinación del gen responsable de la síntesis de la cápsula (siaD)

Serogrupo W-135 ST-11

Serogrupo B ST-11

Serogrupo Y ST-32

Un mismo genotipo asociado a diferentes cápsulas

Caracterización fenotípica y genotípica de N. meningitidis Puntos claves

•Neisseria meningitidis es un organismo MUY DIVERSO •Rodeado de una CÁPSULA DE POLISACÁRIDO que define el SEROGRUPO •De los 13 serogrupos descritos 6 SE ASOCIAN A LA ENFERMEDAD (A, B, C, W135, Y, X) •La cápsula NO SIEMPRE SE EXPRESA •El meningococo puede INTERCAMBIAR CÁPSULAS mediante recombinación genética •GENOTIPOS DIFERENTES pueden tener la MISMA CÁPSULA •GENOTIPOS IGUALES pueden tener CÁPSULAS DISTINTAS

Mejora de la vigilancia y caracterización de la enfermedad meningocóccica en América Latina y el Caribe Actividades de capacitación realizadas

•Taller de serotipificación y determinación de resistencia a antibióticos por técnica de dilución, Saõ Paulo, Brazil-Junio 2011 •CHI, COR, DOR, MEX, PAN, PAR, (ECU, VEN)

•Taller de caracterización molecular (MLST) para N. meningitidis, Santiago, Chile Diciembre 2011 •CHI, BOL, COR, CUB, ECU, MEX, NIC, PAN, PAR, URU, VEN

Características de las cepas circulantes en Chile, 2010 N=58

ST

Clonal Complex

Serogroup

Total

1768 2003 9219 9220 9221 9226 9232 9233 9234 9235 11 11 9222 1624 183 1161 32 2493 3822 5138 35 44 2973 9218 461 865

ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-167 complex ST-23 complex/Cluster A3 ST-269 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-35 complex ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-461 complex ST-865 complex

Y B Y B C 29E:NT:P1.9 B B B B C W135 W135 Y C B B B B B B B B B B C

2 2 1 1 1 2 1 3 1 1 4 5 1 1 2 1 6 1 1 2 1 11 1 1 1 1

Características de las cepas circulantes en Chile, 2011 N=62 ST

Clonal Complex

Serogroup

Total

1768 9220 9910 9913 9914 9915 11 11 1025 1025 3298 5036 9911 9917 1416 32 2493 3822 9912 9912 9916 35 35 41 44 44 44 3160 5881 9909

ND ND ND ND ND ND ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-11 complex/ET-37 complex ST-174 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-35 complex ST-35 complex ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3 ST-41/44 complex/Lineage 3

C C C C B B W135 C W135 B W135 W135 W135 W135 Y B B B B W135 B W135 C B B Y W135 B B B

1 1 1 1 1 2 11 2 4 1 1 1 1 1 1 9 1 3 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 1

Características de las cepas circulantes en Chile, 2012 N=78 (21 caracterizadas)

ST

Complejo Clonal

Serogroup

Total

11 2961 9919 32 3822

ST-11 complex/ET-37 complex

7780

ST-32 complex/ET-5 complex

9918 44

ST-32 complex/ET-5 complex

ST-41/44 complex/Lineage 3

8528

ST-41/44 complex/Lineage 3

W135 W135 C B B B B B B W135 C B Y

6 1 1 6 1 1 1 3 1 38 2 17 1

ST-11 complex/ET-37 complex ST-198 complex ST-32 complex/ET-5 complex ST-32 complex/ET-5 complex

Mejora de la vigilancia y caracterización de la enfermedad meningocóccica en América Latina y el Caribe Actividades de capacitación en curso

Taller de capacitación 3-14 Diciembre 2012 (ARG, COL, CHI, MEX, PAR, URU, VEN) •Implementación de la RT-PCR multiplex (S. pneumoniae, N. meningitidis, H. inlfuenzae) •Evaluación del uso del papel filtro para el transporte de muestras de LCR

Apoyo institucional Continuar apoyando en la caracterización fenotípica y molecular de las cepas de Nm por MLST • Extender el contrato de la Lic. Giselle Barra • Finalizar la caracterización de las cepas 2012 • Caracterizar las muestras/cepas sin tipificar (8 fallecidos de 22 casos sin serogrupo) • Facilitar la compra de insumos esenciales • Facilitar los intercambios de materiales con el centro regional de referencia • Promover la transferencia tecnológica • Promover la publicación de los datos en revistas científicas de prestigio internacional Apoyar en el diseño del cuestionario para el estudio de casos Componente de laboratorio Facilitar el protocolo regional de estudio de portación asintomática Apoyar en el diseño del protocolo Chileno

Conclusiones

El aumento importante de casos y la tasa inusitada de letalidad debida a W135 requieren: • Profundizar la evaluacion de los factores de riesgo • Mantener la vigilancia epidemiológica • Consolidar la red de laboratorios • Continuar la caracterización de las cepas La implementacion de la vacuna va a requerir • Mantener la vigilancia a nivel clinico, laboratorio y epidemiologico • Realizar estudios complementarios para evaluar el impacto de la vacuna • Evaluar periódicamente los grupos de riesgo La experiencia de Chile podrá beneficiar a otros países de la región

¡¡GRACIAS!!!