Yatan hastaların idrar kültürlerinden izole edilen klebsiella SPP., escherichia coli, acinetobacter baumannii, pseudomonas aeruginosa izolatlarının antibiyotik duyarlılıklarının in vitro yöntemlerle saptanması ve fosfomisine direnç mekanizmalarının araştırılması
Investigation of in vitro antibiotic susceptibilities of escherichia coli, klebsiella pneumoniae, acinetobacter baumannii and pseudomonas aeruginosa isolated from urine cultures of inpatients and determination of the mechanisms of resistance to fosfomycin.
Yazar: ŞEYMA NİGİZ
Danışman: DOÇ. DR. GÜLŞEN HAZIROLAN ; PROF. DR. DENİZ GÜR
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı / Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Acinetobacter baumannii = Acinetobacter baumannii ; Antibiyotikler = Antibiotics ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Fosfomisin = Fosfomycin ; Klebsiella = Klebsiella ; Pseudomonas aeruginosa = Pseudomonas aeruginosa ; Yatan hastalar = Inpatients ; Üriner sistem enfeksiyonları = Urinary tract infections ; İdrar tahlili = Urinalysis

Özet:
İdrar yolu enfeksiyonlarında en sık izole edilen etkenler, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii'dir. Çoğunlukla ampirik tedavi gerektiren idrar yolu enfeksiyonlarında etkene yönelik uygun tedavinin seçimi için yerel antibiyotik direnç verileri göz önüne alınmaktadır. Bu nedenle her hastanede süreli olarak antibiyotik sürveyans araştırmalarının yapılması gereklidir. Kullanılmakta olan antibiyotiklere karşı direnç mekanizmaların bilinmesi, direncin yayılımını engelleyecek önlemler alınmasını sağlamaktadır. İdrar yolu enfeksiyonlarında yaygın kullanılan bir antibiyotik olan fosfomisin, 1969'da üretilmiş olan, geniş spektrumlu, bakterisidal bir antibiyotiktir, çoklu ilaca dirençli (MDR) Enterobacterales gibi birçok sorunlu patojene karşı etkili olduğu için yeniden gündeme gelmiştir.  Bununla birlikte fosfomisine dirençli izolatlar tüm dünyada bildirilmeye başlanmıştır. Fosfomisin direnci, üç mekanizma ile oluşmaktadır; fosfomisine azalmış geçirgenlik, antibiyotiğin hedef bölgesi olan MurA'daki modifikasyon ve enzimatik inaktivasyon. Bunlardan ilk ikisi kromozom, üçüncü mekanizma ise plazmid kontrolündedir. Ülkemizde fosfomisin direnci bildirilmekle birlikte hangi direnç mekanizmasının yaygın olduğu bilinmemektedir. Çalışmamız kapsamında; Şubat 2018-Şubat 2019 tarihlerinde Hacettepe Üniversitesi Hastaneleri Bakteriyoloji Laboratuvarına yatan hastalardan gelen idrar örneklerinden ardışık olarak izole edilen E. coli (n=235), K. pneumoniae (n=56), A. baumannii (n=7) ve P. aeruginosa (n=2) 'da  antibiyotik duyarlılık profilleri belirlenmiştir. Fosfomisine dirençli izolatlarda (MİK >32mg/L) enzimatik inaktivasyona yol açan  plazmid kaynaklı fosA, fosA3 ve fosC2 direnç genlerinin varlığı araştırılmıştır. Çalışmamızda fosfomisin duyarlılığı için altın standart olan agar dilüsyon yöntemi, diğer antibiyotikler (amikasin, gentamisin, seftazidim, seftriakson, meropenem, siprofloksasin, tigesiklin, trimetoprim/sülfametoksazol, kolistin ve piperasilin/tazobaktam) için sıvı mikrodilüsyon yöntemi kullanılmıştır. Plazmid kaynaklı fosfomisin direnç genlerinin ve blaCTX-M'in belirlenmesi için PZR yöntemi kullanılmıştır. Amikasin, gentamisin, seftazidim, seftriakson, meropenem, piperasilin/tazobaktam, siprofiloksasin, tigesiklin, trimetoprim/sülfametoksazol ve kolistin için direnç oranları sırasıyla %3,3, %18,7, %26,0, %34,0, %4,3, %24,0, %45,3, %4,0, %44,7 ve %7,0 olarak bulunmuş, fosfomisine ise 20 izolatta (% 6,6) direnç saptanmıştır. Fosfomisine en yüksek oranda direnç K. pneumoniae (n=9)'da saptanmıştır. İki K. pneumoniae izolatında fosA direnç geni saptanmış, bunlardan bir izolatta  fosA ve fosA3 genleri birlikte bulunmuş, bu izolatın ayrıca blaCTX-M  geni taşıdığı da belirlenmiştir. İzolatların hiçbirinde fosC2 geni bulunmamıştır. Çalışmamızda fosfomisine dirence yol açabilecek sadece üç gen araştırılmıştır buna karşın fosfomisin direncinden sorumlu olabilecek diğer genlerin de araştırılması gereklidir. Fosfomisin direnç genlerinin plazmid kaynaklı olması, fosfomisinin yaygın kullanımıyla birlikte direncin artacağını düşündürmektedir. Bu nedenle fosfomisinin akılcı antibiyotik ilkeleri doğrultusunda kullanılmasına özen gösterilmeli ve direnç gelişimi yakından izlenmelidir.

Abstract:
The most common pathogens in urinary tract infections are E. coli, P. aeruginosa, K. pneumoniae. and A. baumannii. Therapy which is often empirical requires knowledge on local antibiotic resistance data. Therefore, it is necessary to determine the rate of resistance to antibiotics periodically in each hospital. Awareness of the resistance mechanisms against antibiotics that are currently in use is needed to prevent the spread of resistance. Fosfomycin, which is a widely used antibiotic in urinary tract infections is a broad-spectrum, bactericidal agent which was  produced in 1969 and was re-introduced recently because of its effectivity against many problem pathogens such as multidrug-resistant (MDR) Enterobacterales. However, emergence of resistance to this agent is being reported worldwide. Resistance to fosfomycin  may be due to three mechanisms; decreased permeability, modification of the target protein MurA and enzymatic inactivation. The first two mechanisms are chromosomal and the third is plasmid mediated.  There are reports on fosfomycin resistance in our country but the prevalence of resistance mechanisms is not known. In this study, antibiotic susceptibility profiles of consecutive urinary isolates of E. coli (n=235), K. pneumoniae (n=56), A. baumannii (n= 7) and P. aeruginosa (n = 2) collected between February 2018 and February 2019 from inpatients in Hacettepe University Hospitals Bacteriology Laboratory were evaluated. In isolates resistant to fosfomycin, (MIC > 32mg/L), presence of plasmid mediated genes fosA, fosA3 and fosC2 which cause enzymatic inactivation were investigated. In our study, agar dilution method which is the gold standard for fosfomycin was employed for fosfomycin and broth microdilution test for other antibiotics (amikacin, gentamicin, ceftazidime, ceftriaxone, meropenem, ciprofloxacin, tigecycline, trimethoprim/sulfamethoxazole, colistin and piperacillin/ tazobactam) was used. PCR method was employed to investigate plasmid mediated fosfomycin resistance genes and for the analysis of blaCTXM. For amikacin, gentamicin, ceftazidime, ceftriaxone, meropenem, piperacillin / tazobactam, ciprofiloxacin, tigecycline, trimethoprim-sulfamethoxazole and colistin rates of resistance were  3.3%, 18.7%, 26.0%, 34.0%, 4.3%, 24.0%, 45.3%, 4.0%, 44.7% and 7.0% and respectively. Twenty isolates (6.6%) were resistant to fosfomycin. Resistance was most frequently observed in K. pneumoniae (n=9). fosA genes were detected in two K. pneumoniae isolates and fosA and fosA3 genes occured together in one isolate. This isoate also carried blaCTX-M.  fosC2 gene was not detected in any of the isolates. In our study, only three resistance genes were investigated and other genes which may be responsible for fosfomycin resistance should also be investigated. Presence of plasmid originated genes in our isolates suggest that resistance will increase with the widespread use of fosfomycin. Therefore, antibiotic stewardship principles should be followed and the development of resistance should be closely monitored.