Karbapenem dirençli acinetobacter baumannii klinik izolatlarının moleküler epidemiyolojisinin araştırılmasında farklı yöntemlerin karşılaştırılması
Comparison of different methods in the investigation of molecular epidemiology of clinical isolates of carbapenem resistant acinetobacter baumannii
Yazar: GÜLŞEN ULUÇAM ATAY
Danışman: DOÇ. DR. GÜLÇİN BAYRAMOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Acinetobacter baumannii = Acinetobacter baumannii ; Antibiyotikler = Antibiotics ; Elektroforez = Electrophoresis ; Karbapenemler = Carbapenems ; Kütle spektrometri = Mass spectrometry ; PFGE = Pulsed field gel electrophoresis ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İlaçlara direnç-mikrobiyal = Drug resistance-microbial

Özet:
Karbapenemler; dirençli Acinetobacter baumannii enfeksiyonlarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan antibiyotiklerdir ve kullanımına paralel olarak artan oranlarda özellikle oksasilinaz (OXA) enzimleri ile karbapenem direnci görülmektedir. Karbapenemaz üreten A. baumannii izolatları arasındaki klonal ilişkinin hızlı ve güvenilir bir yöntemle saptanması, yayılmasını sınırlayıcı önlemlerin alınması ve antibiyotik tedavisinin yönlendirilmesinde çok önemlidir. Bu çalışmada, karbapenem dirençli A. baumannii izolatlarında OXA genlerinin ve OXA genlerini taşıyan izolatların 'European klonları' (EU) ile ilişkisinin farklı epidemiyolojik yöntemlerin karşılaştırılması yoluyla araştırılması amaçlanmıştır. Ocak 2014-Ağustos 2015 tarihleri arasında 72 hastanın kan kültürlerinden izole edilen karbapenem dirençli ve orta duyarlı A. baumannii izolatı çalışmaya dahil edildi. A. baumannii izolatlarında OXA genlerinin varlığı Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) yöntemiyle saptanmış ve DNA dizi analizi yöntemiyle doğrulanmıştır. İzolatlar arasındaki klonal ilişkiyi belirlemek amacıyla değişken alanlı jel elektroforezi (PFGE; Pulsed-field gel electrophoresis), Multilokus dizi tiplendirme (MLST; Multilocus sequence typing)  ve 'Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry' (MALDI-TOF MS) analizi yapılmış ve yöntemler karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma yapılırken; yöntemler arasındaki ayırıcılık 'Simpson Index of Diversity' (SID) kullanılarak, yöntemlerin uyumu 'Wallace katsayısı' ile istatistiksel olarak belirlenmiştir. Tüm izolatlarda PZR ile blaOXA-23-like ve blaOXA-51-like genleri birlikte bulunmuştur. PFGE ile izolatlar A, B, C, D ve E olmak üzere beş pulsotipe ayrılmıştır. A5 alttipinde EU klon II; C1 alttipinde EU klon I ve E pulsotipinde EU klon III bulunmuştur. Her alttipten seçilen örneklerin MLST analizi ile; ST1, ST2, ST81, ST157 ve ST604 sekans tipleri bulunmuştur. MALDI-TOF MS yöntemiyle MLST ve PFGE verileri arasında uyum görülmemiştir. Bu çalışmayla, PFGE metodu ayırıcılık olarak en yüksek metod olarak bulunmuştur. Wallace katsayısı ile PFGE'nin MLST ile %100 eşleştiği ve sonuç olarak bu yöntemlerin epidemiyolojik araştırmalar için daha uygun olduğu ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Acinetobacter baumannii, MALDI-TOF MS, MLST, PFGE

Abstract:
Carbapenems are commonly used antibiotics in the treatment of resistant Acinetobacter baumannii infections, and in parallel with its use, increasing rates of carbapenem resistance caused by oxacillinase (OXA) enzymes are seen. The rapid and reliable detection of clonal relationship between the carbapenemase producing A. baumannii isolates is very important in taking the measures to limit the spread and directing the antibiotic treatment. In this study, we aimed to investigate the OXA genes in carbapenem resistant A. baumannii isolates, and the association between the isolates with OXA genes and European clones (EU) by comparing different epidemiological methods. Carbapenem resistant and intermediate resistant A. baumannii isolates isolated from blood cultures of 72 patients between January 2014 and August 2015 was included in the study. The presence of OXA genes in A. baumannii isolates were determined by Polymerase Chain Reaction (PCR), and results were confirmed by DNA sequence analysis. In order to determine the clonal relationship between the isolates, Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), Multilocus sequence typing (MLST) and Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) analysis were performed and the methods were compared each other. The discriminatory power of the methods was determined statistically by the Simpson Index of Diversity (SID). Congruence between methods was estimated by the Wallace Coefficient. blaOXA-23-like and blaOXA-51-like genes were found together with PCR in all isolates. The isolates were divided into five pulsotypes which were A, B, C, D and E with PFGE. The A5 and C1 subtypes, and E pulsotype were found to be same subtype with EU clone II, I and III, respectively. With MLST analysis of the samples selected from each subtypes; ST1, ST2, ST81, ST157 and ST604 sequence types were found. In this study, PFGE method was found to be the highest discriminatory power. PFGE were 100% matched with MLST according to the Wallace coefficient. As a result, these methods were found to be more suitable for epidemiological studies.


Key Words: Acinetobacter baumannii, MALDI-TOF MS, MLST, PFGE