Klinik örneklerden izole edilen karbapenem dirençli Klebsiella pneumoniae  suşlarında antibiyotik kombinasyonlarının İn Vitro etkinliğinin araştırılması
Investigation of the In Vitro effectiveness of antibiotic combinations on carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae strains isolated from clinical samples
Yazar: BÜŞRA GÜNEYSU YARAR
Danışman: PROF. MÜCAHİDE ESRA KOÇOĞLU
İstanbul Medeniyet Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Hastanemizden izole edilen karbapenem dirençli K. pneumoniae izolatlarında seftazidim-avibaktam ve fosfomisine direnç oranlarının belirlenmesi, karbapenem direnç genlerinin varlığının incelenmesi ve seftazidim-avibaktama dirençli izolatlarda seftazidim-avibaktamın fosfomisin ve meropenem ile kombinasyonlarının sinerjik etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.
Göztepe Prof. Dr. Süleyman Yalçın Şehir Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarına gönderilen 01.10.2019-31.07.2023 tarihleri arasında çeşitli klinik örneklerden izole edilen ve VITEK 2 otomatize sistemi ile karbapeneme dirençli bulunan 100 K. pneumoniae izolatı çalışmaya dahil edildi. İzolatların karbapenem direnç genleri (blaKPC, blaNDM, blaOXA-48,blaVIM, blaIMP, blaOXA-51, blaOXA-23/OXA-58) multipleks polimeraz zincir reaksiyonu ile araştırıldı. Fosfomisin duyarlılığının belirlenmesi için agar dilüsyon yöntemi, meropenem ve seftazidim-avibaktam duyarlılığının belirlenmesi için ise sıvı mikrodilüsyon yöntemi kullanıldı. Seftazidim-avibaktam dirençli 15 karbapenem dirençli K. pneumoniae suşunda seftazidim-avibaktam ile meropenem ve seftazidim-avibaktam ile fosfomisin kombinasyonları dama tahtası yöntemi ile çalışıldı. Hesaplanan fraksiyonel inhibitör konsantrasyon indeksi (ΣFİK) sonucuna göre kombinasyonların in vitro sinerjik etkisi analiz edildi.
Karbapenem dirençli 100 K. pneumoniae izolatının %15'i seftazidim-avibaktama dirençli, %38'i fosfomisine dirençli bulunmuştur. Çalışmamıza dahil edilen karbapenem dirençli K. pneumoniae izolatların 85'inde karbapenem direnç genlerinden en az biri saptanmıştır. Çalışılan izolatların %39'unun OXA-48, %10'unun KPC, %2'sinin NDM ve %1'inin OXA-51 olmak üzere 52 izolatın direnç genlerinden sadece birini taşıdıkları, %17'sinin OXA-48+KPC, %9'unun OXA-48+NDM, %3'ünün OXA-48+NDM+KPC, %2'sinin OXA-48+OXA-51, %1'inin OXA-48+OXA-23/58, %1'inin OXA-48+OXA-51+KPC taşıdığı tespit edilmiştir. İzolatların hiçbirinde IMP ve VIM enzimi saptanmamıştır. Onbeş seftazidim-avibaktam dirençli izolatın dama tahtası yöntemiyle yapılan seftazidim-avibaktam ile meropenem kombinasyonunda %100 kısmi sinerjistik etki bulunurken, seftazidim-avibaktam ile fosfomisin kombinasyonunda %33 kısmi sinerjistik etki bulunmuştur.
Hastanemizde karbapenem dirençli K. pneumoniae izolatlarında OXA-48 geni yaygın olup, %33 oranında birden fazla direnç genine sahip izolat saptandı. Seftazidim-avibaktam dirençli olan ve kombinasyon testine tabi tutulan suşların 14'ü NDM geni taşımaktaydı. Sadece bir tane dirençli suşun direnç paterni tespit edilemedi. Seftazidim-avibaktam dirençli suşların tamamında meropenemli kombinasyonda kısmi sinerjik etki saptanırken fosfomisinli kombinasyonda suşların beşinde (%33) kısmi sinerjik etki saptandı. Seftazidim-avibaktamın fosfomisin ile kombinasyonundan ziyade meropenem ile kombinasyonu ciddi karbapenem dirençli K. pneumoniae enfeksiyonlarında bir tedavi seçeneği olarak önerilebilir. İn vitro çalışmayla elde ettiğimiz sonuçlarımız, in vivo ve klinik çalışmalar ile de desteklenmelidir.

Abstract:
It was aimed to determine the resistance rates to ceftazidime-avibactam and fosfomycin in carbapenem-resistant K. pneumoniae isolates isolated from our hospital, to examine the presence of carbapenem resistance genes, and to investigate the synergistic effect of combinations of ceftazidime-avibactam with fosfomycin and meropenem in ceftazidime-avibactam -resistant isolates.
Between 01.10.2019 and 31.07.2023, 100 K. pneumoniae isolates isolated from various clinical specimens at Göztepe Prof. Dr. Süleyman Yalçın City Hospital Medical Microbiology Laboratory and found carbapenem-resistant by VITEK 2 automated system were included in the study. Carbapenem resistance genes of the isolates (blaKPC, blaNDM, blaOXA-48, blaVIM, blaIMP, blaOXA-51, blaOXA-23/58) were investigated by multiplex polymerase chain reaction. The agar dilution method was used to determine fosfomycin sensitivity, and the broth microdilution method was used to determine meropenem and ceftazidime avibactam sensitivity. Combinations of ceftazidime-avibactam with meropenem and ceftazidime-avibactam with fosfomycin were studied using the checkerboard method in 15 ceftazidime-avibactam-resistant carbapenem-resistant K. pneumoniae strains. The in vitro synergistic effect of the combinations was analysed according to the calculated fractional inhibitory concentration index (ΣFIC).
Of 100 carbapenem-resistant K. pneumoniae isolates, 15% were resistant to ceftazidime-avibactam and 38% were resistant to fosfomycin. At least one of the carbapenem resistance genes was detected in 85 of the carbapenem resistant K. pneumoniae isolates included in our study. Of the 52 isolates, 39% carried OXA-48, 10% carried KPC, 2% carried NDM and 1% carried OXA-51. It was determined that 17% carried OXA-48+KPC, 9% carried OXA-48+NDM, 3% carried OXA-48+NDM+KPC, 2% carried OXA-48+OXA-51, 1% carried OXA-48+OXA-23/58, 1% carried OXA-48+OXA-51+KPC. IMP and VIM enzymes were not detected in any of the isolates. While a 100% partial synergistic effect was found in the combination of ceftazidime-avibactam and meropenem made by the checkerboard method on fifteen ceftazidime-avibactam resistant isolates, a 33% partial synergistic effect was found in the combination of ceftazidime-avibactam and fosfomycin.
The OXA-48 gene is common in carbapenem-resistant K. pneumoniae isolates in our hospital, and 33% of isolates with more than one resistance gene were detected. 14 of the isolates resistant to ceftazidime-avibactam and subjected to combination testing carried the NDM gene. The resistance pattern of only one resistant strain could not be detected. While a partial synergistic effect was detected in the combination with meropenem in all ceftazidime-avibactam-resistant strains, a partial synergistic effect was detected in five (33%) of the strains in the combination with fosfomycin. The combination of ceftazidime-avibactam with meropenem rather than with fosfomycin may be recommended as a treatment option for severe carbapenem-resistant K. pneumoniae infections. Our results obtained by in vitro study should be supported by in vivo and clinical studies.