Kan ve idrar örneklerinden izole edilen escherichia coli izolatlarında virülans genlerinin araştırılması
Investigation of virulence genes in escherichia coli isolated from blood and urine samples isolates
Yazar: LAMAN HASANLI
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE TÜRK DAĞI
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Genler = Genes ; Kan = Blood ; Virülans = Virulence ; Virülans faktörleri = Virulence factors ; İdrar = Urine ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Ekstraintestinal patojenik Escherichia coli izolatları insanlarda en yaygın gram negatif bakteriyel patojenlerdir ve idrar yolu enfeksiyonları, sepsis, yenidoğan menenjiti ve diğer ekstraintestinal enfeksiyonlara neden olabilir. Enfeksiyonların şiddetinden virülans faktörleri sorumludur. E. coli`nin virülans özelliklerinin bilinmesi, karmaşık patojenik yapılarını anlamak için önemlidir. Bu çalışmada kan ve idrar örneklerinden izole edilen E. coli suşlarının virülans genlerinin (kpsM II, neucK1, hlyF, fyuA, afa/draBC, sat, chuA, fimH, tsh, yfcv, ibeA, traT, iucD, usp, iutA, cnf1, hlyA, papC, sfa/focDE ve ompT) araştırılması amaçlanmıştır. 
Selçuk Universitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarına çeşitli kliniklerden gönderilen kan kültürü örneklerinden izole edilen 50 E. coli ve idrar kültürü örneklerinden izole edilen 100 E. coli izolatı çalışmaya dahil edilmiştir. Çalışmaya alınan toplam E. coli izolatlarının tanımlanması ve antibiyotik duyarlılık testi VITEK2 otomatize sistemi ile yapıldı. İzolatların virülans genlerinin saptanması için PZR yöntemi kullanıldı. Verilerin istatiksel analizi ki-kare testi ve gerektiğinde Fisher kesin testi ile yapıldı. p<0,05 değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.
E. coli suşlarında en yüksek antibiyotik direnç oranı ampisiline (%73,3) karşı tespit edilmiştir. Amoksisilin/klavulanik asite %58,7, trimetoprim/sulfametaksazola %47,3, seftazidim ve seftriaksona %41,3, siprofloksasine %34,7, gentamisine %23,3, piperasilin/tazobaktama %13,3, nitrofurantoine %4, amikasine %2, fosfomisine %1, ertapenem ve meropeneme %0,7 oranında direnç saptanmıştır. Kolistine direnç tespit edilmemiştir. Kan örneklerinden izole edilen E. coli suşlarında %38,  idrar izolatlarında ise %29 oranında ESBL pozitifliği saptanmış ancak aradaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. E. coli suşlarında virülans genlerinden en yüksek oran %92 ile  fimH geninde tespit edilmiş. Bunu %91,3 ile iutA geni takip etmiştir. Diğer genlerden traT %76, fyuA %50, chuA %54,7, iucD %46,7, ompT %32,7, yfcv %31,3, hlyF %28,7, sat %22, papC ve sfa/focDE %20, kpsm II %19,3, neucK1 %14,7, tsh %13,3, cnf1 %6,7, afa/draBC %6, ibeA %5,3, usp %4,7, hlyA %3,3 oranında saptanmıştır. Çalışılan virülans genleri örneklere göre değerlendirildiğinde aradaki fark kpsm II, tsh, hlyA, papC, sfa/focDE, afa/draBC, iucD, ompT genleri için istatistiksel olarak anlamlı bulunurken, diğer genler için anlamsız bulunmuştur. E. coli suşlarında çalışılan virülans genleri ile ESBL pozitifliği karşılaştırıldığında fyuA, afa/draBC, sat, tsh, iucD, iutA, hlyA, papC, ompT genleri ESBL pozitif suşlarda, kpsM II, neucK1, hlyF, chuA, fimH, yfcv, ibeA, traT, usp, cnf1, sfa/focDE genleri ise ESBL negatif suşlarda daha yüksek oranda tespit edilmiş, aradaki fark istatistiksel olarak kpsm II ve neuc K1 genleri için anlamlı, diğer genler için anlamsız bulunmuştur.
Sonuç olarak çalışmamız idrar ve kan örneklerinden izole edilen E. coli suşlarında çok sayıda virülans faktörünün araştırıldığı ve karşılaştırıldığı ülkemizdeki ilk araştırmadır. E. coli virülansının daha iyi anlaşılması için çok merkezli veya daha fazla izolatla yapılan çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Sözcükler: Escherichia coli; virülans faktörler; antibiyotik direnci; ESBL

Abstract:
Extraintestinal pathogenic Escherichia coli isolates are the most common gram-negative bacterial pathogens in humans and can cause urinary tract infections, sepsis, neonatal meningitis and other extraintestinal infections. The virulence factors are responsible for the severity of the infections. Knowing the virulence characteristics of E. coli is important for understanding its complex pathogenic structures. In this study, virulence genes of E. coli strains isolated from blood and urine samples (kpsM II, neuc K1, hlyF, fyuA, afa/draBC, sat, chuA, fimH, tsh, yfcv, ibeA, traT, iucD, usp, iutA, cnf1, hlyA, papC, sfa/focDE and ompT) were aimed to be investigated.
50 E. coli isolated from blood culture samples and 100 E. coli isolates isolated from urine culture samples sent from various clinics were included in the study Selcuk University Medical Faculty Hospital Medical Microbiology Laboratory. İdentification of the total E. coli isolates included in the study and antibiotic susceptibility test were performed with the VITEK2 automated system. PCR method was used to detect virulence genes. Statistical analysis of the data was done with chi-square test and Fisher exact test if necessary. p <0.05 value was considered statistically significant.
The highest antibiotic resistance rate in E. coli strains was detected against ampicillin (73.3%). The resistance to amoxicillin/clavulanic acid 58.7%, trimethoprim/sulfamethaxazole 47.3%, ceftazidime and ceftriaxone 41.3%, ciprofloxacin 34.7%, gentamine 23.3%, piperacillin/tazobactam 13.3%, nitrofurantoine 4%, amikacine 2%, phosphomycin 1%, ertapenem and meropenem 0.7% were determined. No resistance to colistin was detected. ESBL positivity was found 38% in E. coli strains isolated from blood samples and 29% in urine isolates however, the difference was not statistically significant. The highest rate of virulence genes in E. coli strains was detected in 92% fimH gene. This was followed by the iutA gene with 91.3%. From the other genes,  traT was detected at %76, fyuA %50, chuA %54,7, iucD %46,7, ompT %32,7, yfcv %31,3, hlyF %28,7, sat %22, papC and sfa/focDE %20, kpsm II %19,3, neuc K1 %14,7, tsh %13,3, cnf1 %6,7, afa/draBC %6, ibeA %5,3, usp %4,7, hlyA %3,3. When the virulence genes were evaluated according to the samples, the difference was found statistically significant for the kpsm II, tsh, hlyA, papC, sfa/focDE, afa / draBC, iucD, ompT genes, but not for other genes. When comparing virulence genes and ESBL positivity in E. coli strains, fyuA, afa / draBC, sat, tsh, iucD, iutA, hlyA, papC, ompT genes were detected at a higher rate in ESBL positive strains,  kpsM II, neucK1, hlyF, chuA, fimH, yfcv, ibeA, traT, usp, cnf1, sfa/focDE genes were higher in ESBL negative strains.   
In conclusion, our study is the first study in our country where many virulence factors were investigated and compared in E. coli strains isolated from urine and blood samples. Multicentre or more isolate studies are needed to better understand E. coli virulence. 
Keywords: Escherichia coli; virulance factors; antibiotic resistance; ESBL