Auftreten von Gentamicin-resistenten Small Colony Variants von S. aureus nach Einsetzen von Gentamicin-Ketten bei Osteomyelitis als mögliche Ursache für Rezidive

Zusammenfassung

Fragestellung: Small Colony Variants (SCVs) von Staphylococcus aureus, von denen gezeigt wurde, daß sie in kultivierten Endothelzellen persistieren können, sind in der Lage chronische, antibiotikaresistente Infektionen zu verursachen.

In vitro können diese Varianten durch Exposition von S. aureus gegenüber Gentamicin induziert werden. Zur Klärung der Frage, ob SCVs auch in vivo nach langdauernder lokaler Applikation von Gentamicin entstehen können, wurde der Fall einer rezidivierenden S. aureus-Osteomyelitis bei einer Patientin untersucht, bei der Gentamicin-PMMA-Ketten eingelegt wurden.

Methode: Die Gewebeproben wurden mit speziellen bakteriologischen Techniken, inklusive Nachweis des S. aureus spezifischen nuc-Gens mittels PCR, Typisierung der Isolate anhand ihres DNA-Restriktionsmusters in der Pulsfeldgelelektrophorese (PFGE) sowie Bestimmung des Auxotrophismus der SCVs untersucht.

Ergebnisse: Aus unterschiedlichen Untersuchungsmaterialien von einer 34 Jahre alten Patientin mit einer chronischen, antibiotikarefraktären S. aureus-Osteomyelitis konnten verschiedene Kolonieformen von S. aureus nach Einlegen von Gentamicin-PMMA-Ketten isoliert werden. Mit Hilfe der PFGE konnte gezeigt werden, daß diese Isolate klonal identisch sind. Ursächlich für die Variabilität der Kolonieformen war das Vorhandensein von Menadion-auxotrophen SCVs von S. aureus.

Schlußfolgerungen: Im dargestellten Fall ist eine Selektion und/oder Induktion von SCVs auch in vivo durch die eingelegten Gentamicin-PMMA-Ketten zu diskutieren. Bei Vorliegen einer chronischen, antibiotikarefraktären Osteomyelitis, insbesondere nach vorheriger Applikation von Gentamicin-PMMA-Ketten, sollte an das mögliche Vorkommen von S. aureus SCVs gedacht werden.

Abstract

Aim: Recently, S. aureus small colony variants (SCVs) were reported to persist within cultured endothelial cells and to cause persistent and antibiotic resistant infections in humans.

Because gentamicin can very reproducably select for electron transport deficient SCVs as shown in earlier in vitro experiments, we searched for SCVs in a patient with chronic Osteomyelitis, who received gentamicin beads.

Method: Special culture and identification procedures for determination of SCVs were used, including testing of the S. aureus specific nuc gene, pulsed field gel electrophoresis (PFGE) as a typing method and characterization of the auxotrophism of the SCVs.

Results: In a case of a 34-year-old patient with chronic Osteomyelitis who had previously been treated with gentamicin beads, menadione auxotrophic S. aureus SCVs as well as wild type S. aureus were recovered in multiple bone specimen. All different colony types isolated from simultaneous or from sequential specimen were shown to be clonal by PFGE.

Conclusion: Recovery of S. aureus SCVs from a patient treated with gentamicin beads suggests that the slow release of gentamicin into the local environment may be an efficient way to select for and/or induce SCVs. These data should alert physicians to also consider SCVs when a treatment failure occurs in a patient that has received gentamicin beads.

Schlüsselwörter

S. aureus Small Colony Variants - Gentamicin-Ketten

Key words

S. aureus small colony variants - gentamicin beads